Unidades didácticas

Tema 1

En este tema hemos estudiado todas las formas posibles que puede tener un movimiento, y nos hemos fijado en especial, en las rectilíneas.


El movimiento puede ser:

- Rectilíneo
- Circular
- Ondulatorio
- Parabólico
- Pendular
- Armónico simple
- Giroscópico

El movimiento rectilíneo


En ese tipo de movimiento la aceleración y la velocidad son siempre paralelas. Usualmente se estudian dos casos particulares de movimiento rectilíneo:


- Uniforme: Tiene una velocidad constante, por lo que su aceleración es nula.


- Uniformemente variado: Tiene una aceleración, ya sea positiva (acelera) como negativa (frena).


Tema 2


En este tema hemos visto las fuerzas y todas sus características.


Las fuerzas están dadas en N (Newtons). La fuerza es una magnitud física que mide la intensidad del intercambio de movimiento lineal entre dos partículas o sistemas de partículas.


Las fuerzas


Cuando dos fuerzas están en la misma dirección estas se suman, pero cuando están en direcciones opuestas se restan y por consecuente el movimiento del objeto se producirá hacia el lado con la fuerza más grande.

Cuando dos fuerzas son perpendiculares se calcula su diagonal para saber la dirección del movimiento y se usa pitágoras para saber la fuerza resultante.

Newton


Sir Isaac Newton fue un físicofilósofo,teólogoinventoralquimista y matemático inglés, autor de los Philosophiae naturalis principia mathematica, más conocidos como los Principia, donde describió la ley de la gravitación universal y estableció las bases de la mecánica clásica mediante las leyes que llevan su nombre:


Primera ley de Newton

Todo cuerpo permanecerá en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado por fuerzas externas a cambiar su estado.

Segunda ley de Newton

- El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz externa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime.

Tercera ley de Newton

Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria; las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentidos opuestos.

Tema 3


En este tema hemos visto el movimiento circular uniforme, la posición de la tierra en el universo, las leyes de gravitación de los planetas, la ley de gravitación universal y las ideas actuales sobre el origen y la evolución del universo

En cuanto al MCU, un cuerpo describe un movimiento circular uniforme cuando su trayectoria es una circunferencia y describe arcos iguales en tiempos iguales.

La posición de un punto sobre la circunferencia viene dada por el ángulo que forma el radio correspondiente con el eje X. Este radio tiene el nombre de radio vector. El cambio de posición viene dado por el desplazamiento angular. La velocidad angular es el ángulo barrido por el radio vector en la unidad de tiempo.

En el MCU la velocidad angular es constante, mientras que la velocidad lineal depende de la distancia del punto al centro de la circunferencia.

En cuanto a la posición de la tierra en el universo, existen dos modelos principales de cómo esta distribuido el universo.

En el modelo geocéntrico se creía que la Tierra era el centro del universo mientras que en el modelo heliocéntrico, todos los planetas del sistema solar giran en torno al sol.

En cuanto a las leyes del movimiento de los planetas, Johannes Kepler formuló tres leyes simples que describían el movimiento de los planetas:
-          Los planetas se mueven en una trayectoria elíptica, en uno de cuyos focos se encuentra el sol.
-          Una línea recta trazada desde el sol hasta un planeta barre áreas iguales en tiempos iguales.
-          El cuadrado del período de cada planeta es proporcional al cubo del radio de su órbita.

En cuanto a la ley de gravitación universal cabe destacar que todos los cuerpos se atraen mutuamente con una fuerza que es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa.

Y por último en cuanto a las ideas sobre el origen y la evolución del universo, si la teoría de la gran explosión caliente es correcta, el universo comenzó con una temperatura y densidad infinitas y, a medida que se fue expandiendo, la temperatura de la radiación fue disminuyendo.


Tema 4


En este tema hemos visto la presión, los fluidos en equilibrio, la presión en el interior de un líquido, la presión atmosférica, el principio de Arquímedes y la tensión superficial.

En cuanto a la presión, esta es la magnitud que relaciona la fuerza con la unidad de superficie sobre la que actúa.

En cuanto a los fluidos en equilibrio, un fluido ejerce fuerzas perpendiculares sobre las superficies que están en contacto con él.

En cuanto a la presión en el interior de un líquido, un liquido ejerce fuerzas perpendiculares sobre las superficies que están en contacto con él, ya sean las de las paredes del recipiente que lo contiene u otras superficies que se encuentren en su interior.
El recipiente que contiene un líquido soporta una fuerza debida al peso de dicho líquido.
En el interior de un líquido existe una presión que proviene de su propio peso, la presión hidrostática

En cuanto a la presión atmosférica, la atmósfera es una mezcla de gases que rodean la Tierra y que, por tanto, ejercen una presión sobre su superficie. A medida que ascendemos la presión atmosférica es menor.
La presión atmosférica se mide con unos aparatos denominados barómetros, mientras que para medir la presión de los gases contenidos en recipientes se utilizan aparatos llamados manómetros.

En cuanto al principio de Arquímedes, todo cuerpo sumergido total o parcialmente en un fluido experimenta un empuje vertical hacia arriba igual al peso del volumen del fluido desalojado.
El empuje no depende del material del que este fabricado el cuerpo sumergido, sino de su volumen.

Y por ultimo, en cuanto a la tensión superficial, esta es la fuerza que se ejerce en la superficie de los líquidos por unidad de longitud. La tensión superficial se debe a las fuerzas de cohesión que unen las moléculas del líquido.


Tema 5


En este tema hemos visto el trabajo y energía, la potencia, otras unidades de trabajo y potencia, la energía mecánica y la conservación de la energía.

En cuanto al trabajo y la energía, se denomina energía a la capacidad que tienen los cuerpos de producir transformaciones, como, por ejemplo, realizar un trabajo.
Cuando un cuerpo realiza un trabajo, pierde una energía que es ganada a su vez por el cuerpo sobre el que se realiza el trabajo.
La variación de energía que tiene lugar es igual al trabajo realizado.

En cuanto al trabajo se realiza trabajo físico cuando al aplicar una fuerza se produce un desplazamiento en la dirección de esta.
La unidad de trabajo es el julio.

En cuanto a la potencia, esta expresa la rapidez con que se realiza un trabajo.
La unidad de potencia es el vatio

En cuanto a las otras unidades de trabajo y potencia, se define el kilovatio-hora como el trabajo realizado por una maquina de 1 Kw. de potencia durante una hora.
Un caballo de vapor equivale a 736 W.

En cuanto a la energía mecánica, un cuerpo posee energía mecánica cuando tiene capacidad de realizar un trabajo. Se estudia bajo dos aspectos: energía cinética y energía potencial.
La energía cinética se define como la capacidad para efectuar trabajo por medio del movimiento.
La energía potencial es la energía que posee un cuerpo en virtud de la posición que ocupa y que es distinta a la que posee en equilibrio.

En cuanto a la conservación de la energía, la energía mecánica es la suma de la energía cinética y de la energía potencial.
El principio de conservación de la energía enuncia que la energía no se crea ni se destruye solo se transforma.


Tema 6


En este tema hemos visto el equilibrio térmico, el calor, la temperatura, la cantidad de calor transferida en intervalos térmicos, cantidad de calor transferido en cambios de estado, la dilatación de los cuerpos, la transformación de la energía térmica y la equivalencia entre la energía mecánica y térmica.

En cuanto al equilibrio térmico, al calor y a la temperatura; el trabajo y el calor son procesos mediante los cuales se intercambia energía.
Energía, trabajo y calor se miden en la misma unidad; en el SI, la unidad de medida es el julio.
El intercambio de energía térmica se cuantifica por el calor, y este, por las variaciones de temperatura.
Dos cuerpos en contacto están en equilibrio térmico cuando se hallan a la misma temperatura. Siempre que un cuerpo o sistema pierde energía, otro la gana.

En cuanto a la cantidad de calor transferida en intervalos térmicos, el calor es la transferencia de energía desde un cuerpo caliente a otro frío cuando se ponen en contacto.
El calor específico de un cuerpo es la energía necesaria para elevar 1ºC o 1K la temperatura de 1 Kg de masa de dicho cuerpo.

En cuanto a la cantidad de calor transferida en los cambios de estado, la temperatura permanece constante. La energía que se suministra en el cambio de estado se emplea para romper las fuerzas de cohesión que mantienen unidos los átomos o las moléculas en estado sólido o liquido.
El calor latente de cambio de estado es la cantidad de energía que se intercambia en el cambio de estado de un kilogramo de masa.

En cuanto a la dilatación de los cuerpos, puede ser lineal, superficial o cúbica, según tenga lugar en una, dos o tres dimensiones.

En cuanto a la transmisión de la energía térmica, la energía térmica se pone de manifiesto cuando se transfiere de un cuerpo caliente a otro frío. Esta transferencia se puede llevar a cabo mediante tres mecanismos diferentes.

Y por ultimo, la cantidad de energía total de un sistema permanece constante. Es posible transformar fácilmente toda la energía mecánica en energía térmica. En cambio, es muy difícil aprovechar energía térmica en forma de energía mecánica.


Tema 7

Un movimiento ondulatorio es la propagación de un movimiento vibratorio. Una onda es la posición que adopta en cada instante la perturbación que se ha producido. En un movimiento ondulatorio se propaga energía pero no materia.

La velocidad de propagación es la distancia que la recorre en la unidad de tiempo. La longitud de onda es la distancia que separa dos puntos consecutivos de dicha onda que vibran de idéntica manera. El período es el tiempo que tarda un punto en realizar una vibración completa. La frecuencia es el número de vibraciones que realiza un punto en la unidad de tiempo. La amplitud es la separación máxima que alcanza, desde la posición de equilibrio, cada uno de los puntos oscilantes del medio. La intensidad de un movimiento ondulatorio es la cantidad de energía que pasa, en la unidad de tiempo, a través de la unidad de superficie colocada perpendicularmente a la dirección de propagación.

La reflexión es el cambio de dirección que experimenta un tren de ondas al chocar con una superficie lisa sin atravesarla. La refracción es el cambio de velocidad que experimenta un tren de ondas al pasar de un medio a otro de distinta profundidad o densidad. La difracción es el cambio de dirección de propagación que experimenta una onda al encontrar un obstáculo o una abertura de tamaño inferior o igual a su longitud de onda.

Las ondas luminosas, al igual que el resto de las ondas electromagnéticas, no necesitan un medio elástico por el que propagarse. La luz se propaga en línea recta. La luz visible y las radiaciones ultravioleta e infrarroja forman parte del espectro electromagnético.


Tema 8

El átomo contiene partículas materiales subatómicas. Algunas de estas partículas, los electrones, tienen carga eléctrica negativa; también existen partículas con carga positiva, los protones, y partículas neutras, los neutrones.

El modelo nuclear de Rutherford explica que:
- El átomo tiene un núcleo central en el que está concentrada casi toda su masa, aportada por los protones y neutrones.
- La carga positiva de los protones se compensa con la carga negativa de los electrones.
- Los electrones giran a mucha velocidad en torno al núcleo y están separados de este por una gran distancia.

El número atómico es el número de protones de un átomo; se representa con la letra Z y se indica mediante un subíndice situado delante del símbolo del elemento. El número másico es la suma del número de protones y de neutrones del núcleo; se representa con la letra A y se indica mediante un superíndice situado delante del símbolo.

La radiactividad es el fenómeno por el cual los núcleos de los átomos de ciertos elementos son capaces de emitir radiaciones que los transforman en otros elementos. El período de semidesintegración de in isótopo es el tiempo que tarda es desintegrarse la mitad de ese elemento.


Tema 9

Un enlace químico es la fuerza de atracción que mantiene unidos a los átomos en las distintas agrupaciones atómicas. Los átomos se unen para formar moléculas y compuestos con el fín de adquirir conjuntamente configuraciones electrónicas estables. La naturaleza del enlace es siempre electrostática. Los enlaces se forman cuando las fuerzas de atracción contrarrestan a las de repulsión.

El enlace covalente se forma cuando los átomos se unen y comparten sus electrones.

El enlace iónico es la fuerza de atracción electrostática que se establece entre dos ionescon cargas opuestas.

El enlace metálico se forma cuando las capas electrónicas exteriores de los átomos metálicos se solapan y se crea un mar de electrones deslocalizados.

Un mol es la cantidad de sustancia de un sistema que contiene tantas entidades elementales como átomos hay en 0,012 Kg (12 g) de carbono-12.

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