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Archive for the ‘Física y Química’ Category

LA ENERGÍA EN NUESTRA SOCIEDAD

Las fuentes de energía son elaboraciones naturales más o menos complejas de las que el ser humano puede extraer energía para realizar un determinado trabajo u obtener alguna utilidad. Por ejemplo el viento, el agua, el sol, etc…

Desde la prehistoria, cuando la humanidad descubrió el fuego para calentarse y asar los alimentos, pasando por la Edad Media en la que construía molinos de viento para moler el trigo, hasta la época moderna en la que se puede obtener energía eléctrica fisionando el átomo, el hombre ha buscado incesantemente fuentes de energía de las que sacar algún provecho para nuestros días, que han sido los combustibles fósiles; por un lado el carbón para alimentar las máquinas de vapor industriales y de tracción ferrocarril así como los hogares, y por otro, el petróleo y sus derivados en la industria y el transporte (principalmente el automóvil), si bien éstas convivieron con aprovechamientos a menor escala de la energía eólica, hidráulica y la biomasa. Dicho modelo de desarrollo, sin embargo, está abocado al agotamiento de los recursos fósiles, sin posible reposición, pues serían necesarios períodos de millones de años para su formación.

La búsqueda de fuentes de energía inagotables y el intento de los países industrializados de fortalecer sus economías nacionales reduciendo su dependencia de los combustibles fósiles, concentrados en territorios extranjeros tras la explotación y casi agotamiento de los recursos propios, les llevó a la adopción de la energía nuclear y en aquellos con suficientes recursos hídricos, al aprovechamiento hidráulico intensivo de sus cursos de agua.

A finales del siglo XX se comenzó a cuestionar el modelo energético imperante por dos motivos:

  • Los problemas medioambientales suscitados por la combustión de combustibles fósiles, como los episodios de esmog de grandes urbes como Londres o Los Ángeles, o el calentamiento global del planeta.
  • Los riesgos del uso de la energía nuclear, puestos de manifiesto en accidentes como Chernóbil.

Las energías limpias son aquellas que reducen drásticamente los impactos ambientales producidos, entre las que cabe citar el aprovechamiento de:

  • El Sol: energía solar, el sol produce luz y calor. Todos los seres vivos necesitan luz solar para vivir. Y en la actualidad se utiliza la luz y el calor del sol para producir energía eléctrica, sobre todo en las viviendas.
  • El viento: energía eólica, antiguamente se usaba para mover los objetos, por ejemplo, los barcos de vela. Actualmente lo utilizamos para producir electricidad. En las centrales eólicas el viento mueve las aspas de los molinos y este movimiento se transforma en electricidad.
  • Los ríos y corrientes de agua dulce: energía hidráulica
  • Los mares y océanos: energía mareomotriz
  • El calor de la Tierra : energía geotérmica
  • El átomo: energía nuclear
  • La materia orgánica: biomasa
  • Los combustibles: energía química, los combustibles son materiales que pueden arder. La leña, el carbón y el gas natural son combustibles. Estos poseen energía química: cuando arden se desprenden energía luminosa y calorífica. Esta energía puede transformarse en movimiento cuando los combustibles se utilizan por el funcionamiento de un motor.

Todas ellas renovables, excepto la energía nuclear, por ser su combustible principal, el uranio, un mineral.

Con respecto a las llamadas energías alternativas (eólica, solar, hidráulica, biomasa, mareomotriz y geotérmica), cabe señalar que su explotación a escala industrial, es fuertemente contestada incluso por grupos ecologistas, dado que los impactos medioambientales de estas instalaciones y las líneas de distribución de energía eléctrica que precisan pueden llegar a ser importantes, especialmente, si como ocurre con frecuencia (caso de la energía eólica) se ocupan espacios naturales que habían permanecido ajenos al hombre.

Las fuentes de energía pueden ser renovables y no renovables. Las renovables, como el Sol, permiten una explotación ilimitada, ya que la naturaleza las renueva constantemente. Las no renovables como el carbón, aprovechan recursos naturales cuyas reservas disminuyen con la explotación, lo que las convierte en fuentes de energía con poco futuro, ya que sus reservas se están viendo reducidas drásticamente.

-Aprendamos algo más sobre las fuentes de energía a través de los siguientes enlaces:

http://www.educarm.es/templates/portal/images/ficheros/primaria/1/secciones/7/contenidos/993/petroleo.swf

http://www.educarm.es/templates/portal/images/ficheros/primaria/1/secciones/7/contenidos/992/gasnatural.swf

http://www.ceipjuanherreraalcausa.es/Recursosdidacticos/SEXTO/Conocimiento/u06/0602.htm

http://www.ceipjuanherreraalcausa.es/Recursosdidacticos/SEXTO/Conocimiento/u06/0603.htm

http://www.librosvivos.net/smtc/homeTC.asp?TemaClave=1080

http://www.ite.educacion.es/w3/eos/MaterialesEducativos/mem2009/fuentes_energia/index_1.html

http://www.gobiernodecanarias.org/medusa/contenidosclicescuela2.0/programasflash/Agrega/Primaria/Conocimiento/La_energia/2_ID/

http://www.gobiernodecanarias.org/medusa/contenidosclicescuela2.0/programasflash/Agrega/Primaria/Conocimiento/La_energia/3_ID/

http://www.gobiernodecanarias.org/medusa/contenidosclicescuela2.0/programasflash/Agrega/Primaria/Conocimiento/La_energia/4_ID/

http://www.wikisaber.es/Contenidos/LObjects/renewable_sources_of_energy/index.html

http://www.wikisaber.es/Contenidos/LObjects/non-renewable_sources_of_energy/index.html

LA PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD

En general, la generación de energía eléctrica consiste en transformar alguna clase de energía química, mecánica, térmica o luminosa, entre otras, en energía eléctrica. Para la generación industrial se recurre a instalaciones denominadas centrales eléctricas, que ejecutan alguna de las transformaciones citadas. Estas constituyen el primer escalón del sistema de suministro eléctrico.

Desde que Nikola Tesla descubrió la corriente alterna y la forma de producirla en los alternadores, se ha llevado a cabo una inmensa actividad tecnológica para llevar la energía eléctrica a todos los lugares habitados del mundo, por lo que, junto a la construcción de grandes y variadas centrales eléctricas, se han construido sofisticadas redes de transporte y sistemas de distribución. Sin embargo, el aprovechamiento ha sido y sigue siendo muy desigual en todo el planeta. Así, los países industrializados o del Primer mundo son grandes consumidores de energía eléctrica, mientras que los países del llamado Tercer mundo apenas disfrutan de sus ventajas.

Dependiendo de la fuente primaria de energía utilizada, las centrales generadoras se clasifican en termoeléctricas, hidroeléctricas, nucleares, eólicas, solares termoeléctricas, solares fotovoltaicas y mareomotrices. La mayor parte de la energía eléctrica generada a nivel mundial proviene de los tres primeros tipos de centrales reseñados. Todas estas centrales, excepto las fotovoltaicas, tienen en común el elemento generador, constituido por un alternador, movido mediante una turbina que será distinta dependiendo del tipo de energía primaria utilizada.

-CENTRALES TERMOELÉCTRICAS

Una central termoeléctrica es una instalación empleada para la generación de energía eléctrica a partir de calor. Este calor puede obtenerse tanto de combustibles fósiles (petróleo, gas natural o carbón) como de la fisión nuclear del uranio u otro combustible nuclear. Las centrales que en el futuro utilicen la fusión también serán centrales termoeléctricas.

En su forma más clásica, las centrales termoeléctricas consisten en una caldera en la que se quema el combustible para generar calor que se transfiere a unos tubos por donde circula agua, la cual se evapora. El vapor obtenido, a alta presión y temperatura, se expande a continuación en una turbina de vapor, cuyo movimiento impulsa un alternador que genera la electricidad. Luego el vapor es enfriado en un Condensador donde circula por tubos agua fría de un caudal abierto de un río o por torre de refrigeración.

-CENTRALES HIDROELÉCTRICAS

Una central hidroeléctrica es aquella que se utiliza para la generación de energía eléctrica mediante el aprovechamiento de la energía potencial del agua embalsada en una presa situada a más alto nivel que la central. El agua se lleva por una tubería de descarga a la sala de máquinas de la central, donde mediante enormes turbinas hidráulicas se produce la electricidad en alternadores. Las dos características principales de una central hidroeléctrica, desde el punto de vista de su capacidad de generación de electricidad son:

  • La potencia, que es función del desnivel existente entre el nivel medio del embalse y el nivel medio de las aguas debajo de la central, y del caudal máximo turbinable, además de las características de la turbina y del generador.
  • La energía garantizada en un lapso determinado, generalmente un año, que está en función del volumen útil del embalse, de la pluviometría anual y de la potencia instalada.

-CENTRALES EÓLICAS

La energía eólica es la que se obtiene del viento, es decir, de la energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire o de las vibraciones que el dicho viento produce. Los molinos de viento se han usado desde hace muchos siglos para moler el grano, bombear agua u otras tareas que requieren una energía. En la actualidad se usan aerogeneradores para generar electricidad, especialmente en áreas expuestas a vientos frecuentes, como zonas costeras, alturas montañosas o islas.

-CENTRALES FOTOVOLTAICAS

Se denomina energía solar fotovoltaica a la obtención de energía eléctrica a través de paneles fotovoltaicos. Los paneles, módulos o colectores fotovoltaicos están formados por dispositivos semiconductores tipo diodo que, al recibir radiación solar, se excitan y provocan saltos electrónicos, generando una pequeña diferencia de potencial en sus extremos. El acoplamiento en serie de varios de estos fotodiodos permite la obtención de voltajes mayores en configuraciones muy sencillas y aptas para alimentar pequeños dispositivos electrónicos. A mayor escala, la corriente eléctrica continua que proporcionan los paneles fotovoltaicos se puede transformar en corriente alterna e inyectar en la red eléctrica.

-Una vez repasado lo esencial sobre la producción de electricidad, pasemos a las siguientes actividades:

http://proyectos.cnice.mec.es/arquimedes/movie.php?usuario=2&nivel=1&movie=fp005/gm001/md010/ut001/0flash/movie.swf

http://contenidos.santillanaenred.com/jukebox/servlet/GetPlayer?p3v=true&xref=200601201252_PRE_0_-2106392702&mode=1&rtc=1001&locale=es_ES&cache=false

EL CALOR Y LA TEMPERATURA

El calor es la transferencia de energía entre diferentes cuerpos o diferentes zonas de un mismo cuerpo que se encuentran a distintas temperaturas. Este flujo siempre ocurre desde el cuerpo de mayor temperatura hacia el cuerpo de menor temperatura, ocurriendo la transferencia de calor hasta que ambos cuerpos se encuentren en equilibrio térmico.

La energía puede ser transferida por diferentes mecanismos, entre los que cabe reseñar la radiación, la conducción y la convección, aunque en la mayoría de los procesos reales todos se encuentran presentes en mayor o menor grado.

La energía que puede intercambiar un cuerpo con su entorno depende del tipo de transformación que se efectúe sobre ese cuerpo y por tanto depende del camino. Los cuerpos no tienen calor, sino energía interna. El calor es parte de dicha energía interna (energía calorífica) transferida de un sistema a otro, lo que sucede con la condición de que estén a diferente temperatura.

El calor puede ser transmitido de tres formas distintas: por conducción, por convección o por radiación.

  • Conducción térmica: es el proceso que se produce por contacto térmico entre dos ó más cuerpos, debido al contacto directo entre las partículas individuales de los cuerpos que están a diferentes temperaturas, lo que produce que las partículas lleguen al equilibrio térmico. Ej: cuchara metálica en la taza de té.
  • Convección térmica: sólo se produce en fluidos (líquidos o gases), ya que implica movimiento de volúmenes de fluido de regiones que están a una temperatura, a regiones que están a otra temperatura. El transporte de calor está inseparablemente ligado al movimiento del propio medio. Ej.: los calefactores dentro de la casa.
  • Radiación térmica: es el proceso por el cual se transmite a través de ondas electromagnéticas. Implica doble transformación de la energía para llegar al cuerpo al que se va a propagar: primero de energía térmica a radiante y luego viceversa. Ej.: La energía solar.

La conducción pura se presenta sólo en materiales sólidos.

La convección siempre está acompañada de la conducción, debido al contacto directo entre partículas de distinta temperatura en un líquido o gas en movimiento.

En el caso de la conducción, la temperatura de calentamiento depende del tipo de material, de la sección del cuerpo y del largo del cuerpo. Esto explica porqué algunos cuerpos se calientan más rápido que otros a pesar de tener exactamente la misma forma, y que se les entregue la misma cantidad de calor.

La temperatura es una magnitud referida a las nociones comunes de caliente o frío. Por lo general, un objeto más “caliente” tendrá una temperatura mayor, y si fuere frío tendrá una temperatura menor.

Finalmente, podemos decir hay materiales que son buenos conductores de calor y materiales que son aislantes. Entre los primeros podemos destacar los metales y entre los materiales aislantes destacan el vidrio, el amianto, el fieltro y la porcelana.

-A continuación, tienes una serie de actividades para que conozcas mejor todo lo concerniente al calor:

http://www.educacion.es/mnct/pequemuseo/CD/content/peque8/calor/101.html

http://www.profes.net/varios/videos_interactivos/index.html

http://www.juntadeandalucia.es/averroes/carambolo/WEB%20JCLIC2/Medio/calotemp/index.htm

LA ENERGÍA

El término energía tiene diversas acepciones y definiciones, relacionadas con la idea de una capacidad para obrar, transformar o poner en movimiento. En física, «energía» se define como la capacidad para realizar un trabajo.

La ley de la conservación de la energía afirma que la energía no puede crearse ni destruirse, sólo se puede cambiar de una forma a otra, por ejemplo, cuando la energía eléctrica se transforma en energía calorífica en un calefactor.

En base a lo anterior, podemos hablar de diferentes formas de energía:

-Energía potencial: energía que posee un cuerpo en función de su posición. Por ejemplo, la energía que posee el vagón de una montaña rusa cuando está en el punto más alto de su recorrido.

-Energía cinética: La energía cinética de un cuerpo es una energía que surge en el fenómeno del movimiento. Imaginemos el vagón del ejemplo anterior cuando está bajando.

-Energía mecánica: La energía mecánica es la que se debe a la posición y al movimiento de un cuerpo.

Algunos tipos de energía mecánica son:

  1. Energía hidráulica: Se deja caer agua y se aprovecha la energía potencial obtenida. Se utiliza para generar energía eléctrica y para mover molinos de harina.
  2. Energía eólica: Producida por los vientos generados en la atmósfera terrestre. Se utiliza para generar energía eléctrica, como mecanismo de extracción de aguas subterráneas o de ciertos tipos de molinos para la agricultura.
  3. Energía mareomotriz: Producto del movimiento de las mareas y las olas del mar. Se transforma en energía eléctrica.

-Energía electromagnética: La energía electromagnética es la cantidad de energía almacenada en una región del espacio que podemos atribuir a la presencia de un campo electromagnético, y que se expresará en función de las intensidades de campo magnético y campo eléctrico. Por ejemplo, la energía almacenada en un electroimán.

-Se denomina energía eléctrica a la forma de energía que resulta de la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos, lo que permite establecer una corriente eléctrica entre ambos —cuando se les coloca en contacto por medio de un conductor eléctrico—para obtener trabajo. La energía eléctrica puede transformarse en muchas otras formas de energía, tales como la energía luminosa o luz, la energía mecánica y la energía térmica.

-La energía nuclear es la energía que se libera espontánea o artificialmente en las reacciones nucleares.

-Se denomina energía térmica a la energía liberada en forma de calor.

-Energía eólica es la energía obtenida del viento, es decir, la energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire, y que es transformada en otras formas útiles para las actividades humanas.

-La energía solar fotovoltaica es un tipo de electricidad renovable obtenida directamente de los rayos del sol gracias al efecto fotoeléctrico de un determinado dispositivo.

-La energía geotérmica es aquella energía que puede obtenerse mediante el aprovechamiento del calor del interior de la Tierra.

-Se denomina energía hidráulica o energía hídrica a aquella que se obtiene del aprovechamiento de las energías cinética y potencial de la corriente del agua, saltos de agua o mareas.

-La energía mareomotriz es la que se obtiene aprovechando las mareas, es decir, la diferencia de altura media de los mares según la posición relativa de la Tierra y la Luna, y que resulta de la atracción gravitatoria de esta última y del Sol sobre las masas de agua de los mares.

-La energía sonora (o energía acústica) es la energía que transmiten o transportan las ondas sonoras.

-Aprendamos más cosas sobre la energía mediante los siguientes enlaces:

http://contenidos.santillanaenred.com/jukebox/servlet/GetPlayer?p3v=true&xref=200606201402_PRE_0_1203175430&mode=1&rtc=1001&locale=es_ES&cache=false

http://www.frenaelcambioclimatico.org/blog/popup/RenovablesRaimon-11.swf

http://conteni2.educarex.es/mats/14345/contenido/

http://www.proyectohormiga.org/inv/wq/energia/index.html

http://www.juntadeandalucia.es/averroes/html/adjuntos/2009/06/30/0002/0_ID/index.html

http://www.larutadelaenergia.org/

http://cplosangeles.juntaextremadura.net/web/cmedio6/la_energia/index.htm

http://www.clarionweb.es/4_curso/c_medio/cm_408.htm

http://www.juntadeandalucia.es/averroes/carambolo/WEB%20JCLIC2/Medio/energi/index.htm

LOS CIRCUITOS ELÉCTRICOS

Un circuito es una red eléctrica (interconexión de dos o más componentes, tales como resistencias, inductores, capacitores, fuentes, interruptores y semiconductores) que contiene al menos una trayectoria cerrada.

Un circuito que tiene componentes electrónicos es denominado un circuito electrónico. Estas redes son generalmente no lineales y requieren diseños y herramientas de análisis mucho más complejos.

Las partes básicas de un circuito son:

Generador: Componente que se encarga de generar por algún medio energía eléctrica.

Hilo conductor: Material por el que se desplaza la energía eléctrica hasta el receptor o receptores.

Interruptor: Dispositivo que abre o cierra el circuito, permitiendo o cerrando el paso a la corriente eléctrica.

Receptor: Destino de la corriente eléctrica. El receptor puede transformar la energía eléctrica en otro tipo de energía (por ejemplo, en luz en el caso de una bombilla).

-TIPOS DE CIRCUITOS MÁS COMUNES

Un circuito en serie es una configuración de conexión en la que los bornes o terminales de los dispositivos (generadores, interruptores, entre otros.) se conectan secuencialmente. La terminal de salida de un dispositivo se conecta a la terminal de entrada del dispositivo siguiente. Es decir, la corriente eléctrica sólo tiene un camino para regresar al punto de partida.

El circuito en paralelo es una conexión donde los bornes o terminales de entrada de todos los dispositivos conectados coinciden entre sí, lo mismo que sus terminales de salida. Es decir, la corriente eléctrica tiene varios caminos independientes para regresar al punto de partida.

-Conozcamos algo más de los circuitos eléctricos a través de los siguientes enlaces:

http://proyectos.cnice.mec.es/arquimedes/movie.php?usuario=2&nivel=1&movie=fp005/gm001/md005/ut001/0flash/movie.swf

http://www.ceipjuanherreraalcausa.es/Recursosdidacticos/SEXTO/Conocimiento/u08/0803.htm

http://atenex2.educarex.es/ficheros_atenex/bancorecursos/19255/contenido/index.html

http://www.librosvivos.net/smtc/homeTC.asp?TemaClave=1021

http://www.juntadeandalucia.es/averroes/centros-tic/14002984/helvia/aula/archivos/repositorio/1250/1379/circuitos_electricos.swf

http://www.skoool.es/content/science/electric_circuit/index.html

LA CORRIENTE ELÉCTRICA

La corriente o intensidad eléctrica es el flujo de carga por unidad de tiempo que recorre un material. Se debe a un movimiento de los electrones en el interior del material. En el Sistema Internacional de Unidades se expresa en una unidad que se denomina amperio. Una corriente eléctrica, puesto que se trata de un movimiento de cargas, produce un campo magnético, lo que se aprovecha en el electroimán.

El instrumento usado para medir la intensidad de la corriente eléctrica es el galvanómetro que, calibrado en amperios, se llama amperímetro, colocado en serie con el conductor cuya intensidad se desea medir.

CONDUCCIÓN ELÉCTRICA

Un conductor eléctrico es aquel cuerpo que puesto en contacto con un cuerpo cargado de electricidad transmite ésta a todos los puntos de su superficie. Generalmente elementos, aleaciones o compuestos con electrones libres que permiten el movimiento de cargas.

Son materiales cuya resistencia al paso de la electricidad es muy baja. Los mejores conductores eléctricos son los metales y sus aleaciones. Existen otros materiales, no metálicos, que también poseen la propiedad de conducir la electricidad como son el grafito, las disoluciones y soluciones salinas (por ejemplo, el agua de mar).

Para el transporte de la energía eléctrica, así como para cualquier instalación de uso doméstico o industrial, el mejor conductor es la plata pero es muy cara, así que el metal empleado universalmente es el cobre en forma de cables de uno o varios hilos. Alternativamente se emplea el aluminio, metal que si bien tiene una conductividad eléctrica del orden del 60% de la del cobre es, sin embargo, un material mucho más ligero, lo que favorece su empleo en líneas de transmisión de energía eléctrica en las redes de alta tensión.

Se denomina superconductividad a la capacidad intrínseca que poseen ciertos materiales para conducir corriente eléctrica sin resistencia y pérdida de energía nulas en determinadas condiciones. Una corriente eléctrica que fluye en una espiral de cable superconductor puede persistir indefinidamente sin fuente de alimentación.

-RESISTIVIDAD

Todas las sustancias se oponen en mayor o menor grado al paso de la corriente eléctrica, esta oposición es a la que llamamos resistencia eléctrica. Los materiales buenos conductores de la electricidad tienen una resistencia eléctrica muy baja, los aislantes tienen una resistencia muy alta.

Se le llama resistividad al grado de dificultad que encuentran los electrones en sus desplazamientos.

-MATERIALES AISLANTES

El aislamiento eléctrico se produce cuando se cubre un elemento de una instalación eléctrica con un material que no es conductor de la electricidad, es decir, un material que resiste el paso de la corriente a través del elemento que recubre y lo mantiene en su trayectoria a lo largo del conductor. Dicho material se denomina aislante eléctrico.

La diferencia de los distintos materiales es que los aislantes son materiales que presentan gran resistencia a que las cargas que lo forman se desplacen y los conductores tienen cargas libres y que pueden moverse con facilidad.

Algunos materiales aislantes serían:

  1. – La goma (todo lo que es de goma es aislante)
  2. – Fibra de vidrio
  3. – La madera (no Humeda)
  4. – Aislantes ecológicos (ej. el lino o el cáñamo)
  5. – Hormigón celular (mezcla de cemento, cal, y arena de sílice)
  6. – Los minerales

-Pasemos a continuación a realizar las siguientes actividades relativas a la corriente eléctrica y la electricidad:

http://www.edenorchicos.com.ar/edenorchicos/jsp/paginas/electricidad.jsp

http://www.ceipjuanherreraalcausa.es/Recursosdidacticos/SEXTO/Conocimiento/u08/0801.htm

http://www.clarionweb.es/6_curso/c_medio/cm603/cm60301.htm

http://www.educacion.es/mnct/pequemuseo/CD/content/peque8/electricidad/501.html

http://www.tecno12-18.com/mud/me/me.swf

http://www.exploradores.org.pe/electricidad_principal.html

http://cplosangeles.juntaextremadura.net/web/cmedio6/la_electricidad/index.htm

http://endrino.pntic.mec.es/hotp0059/web_joseorgaz/index.htm

http://www.juntadeandalucia.es/averroes/html/adjuntos/2009/06/30/0004/0_ID/index.html

http://www.juntadeandalucia.es/averroes/ieshuelin/departamentos/tecnologia/flashes/funcionamiento_v2.swf

http://www.librosvivos.net/smtc/homeTC.asp?TemaClave=1124

http://www.gobiernodecanarias.org/medusa/contenidosclicescuela2.0/programasflash/Agrega/Primaria/Conocimiento/Electricidad_estatica/

LOS IMANES Y EL MAGNETISMO

Un imán es un cuerpo o dispositivo con un campo magnético (que atrae o repele otro iman) significativo, de forma que tiende a juntarse con otros imanes (por ejemplo, con el campo magnético terrestre).

Las partes de un imán son las siguientes:

  • Eje Magnético: barra de la línea que une los dos polos.
  • Línea neutra: Línea de la superficie de la barra que separa las zonas polarizadas.
  • Polos: Los dos extremos del imán donde las fuerzas de atracción son más intensas. Estos polos son, el polo norte y el polo sur; también denominados polos positivo y negativo, respectivamente.

-MAGNETISMO

Los fenómenos magnéticos fueron conocidos por los antiguos griegos. Se dice que por primera vez se observaron en la ciudad de Magnesia en Asia Menor, de ahí el término magnetismo. Sabían que ciertas piedras atraían el hierro y que los trocitos de hierro atraídos, atraían a su vez a otros. Estas se denominaron imanes naturales.

Fue Oersted quien evidenció en 1820 por primera vez que una corriente genera un campo magnético a su alrededor. En el interior de la materia existen pequeñas corrientes cerradas al movimiento de los electrones que contienen los átomos; cada una de ellas origina un microscópico imán. Cuando estos pequeños imanes están orientados en todas direcciones sus efectos se anulan mutuamente y el material no presenta propiedades magnéticas; y en cambio, si todos los imanes se alinean, actúan como un único imán y en ese caso decimos que la sustancia se ha magnetizado.

Tanto si se trata de un tipo de imán como de otro, la máxima fuerza de atracción se halla en sus extremos, llamados polos. Un imán consta de dos polos, denominados polo norte y polo sur, o, alternativamente, polo positivo y polo negativo. Los polos iguales se repelen y los polos distintos se atraen. No existen polos aislados, y por lo tanto, si un imán se rompe en dos partes, se forman dos nuevos imanes, cada uno con su polo norte y su polo sur, aunque la fuerza de atracción del imán disminuye.

Entre ambos polos se crean líneas de fuerza, siendo estas líneas cerradas, por lo que en el interior del imán también van de un polo al otro. Como se muestra en la figura, pueden ser visualizadas esparciendo limaduras de hierro sobre una cartulina situada encima de una barra imantada; golpeando suavemente la cartulina, las limaduras se orientan en la dirección de las líneas de fuerza.

Para determinar los polos de un imán se considera la tendencia de éste a orientarse según los polos magnéticos de la Tierra, que es un gigantesco imán natural: el polo norte de un imán se orienta hacia el polo sur magnético, que está próximo al polo norte geográfico, mientras que el polo sur del imán se orienta hacia el polo norte magnético, que está próximo al polo sur geográfico.

-USOS DEL MAGNETISMO

Los imanes o magnetos se utilizan de muy diversas formas y utilidades: bocinas, puertas de refrigeradores, para el cierre de mobiliario, etc. Y algunas de estas cosas (como las bocinas y/o aparatos electronicos diversos)pueden mostrarse dañadas si se les aplica una cierta cantidad de magnetismo opuesto.

Además, podemos utilizar imanes que se encuentran en: altavoces, parlantes, aros para auriculares, pegatinas (figuras que se adhieren a las neveras), brújulas, cierres para heladeras, llaves codificadas, bandas magnéticas de tarjetas de crédito o débito, grúas magnéticas, motores, generadores, detectores de metales, transbordadores espaciales, así como también se usan en las industrias.

-RELACIÓN ENTRE MAGNETISMO Y ELECTRICIDAD

La electricidad y el magnetismo son dos aspectos diferentes de un mismo fenómeno físico, denominado electromagnetismo. El movimiento de una carga eléctrica produce un campo magnético, la variación de un campo magnético produce un campo eléctrico y el movimiento acelerado de cargas eléctricas genera ondas electromagnéticas (como en las descargas de rayos).

Un electroimán es un tipo de imán en el que el campo magnético se produce mediante el flujo de una corriente eléctrica, desapareciendo en cuanto cesa dicha corriente. El tipo más simple de electroimán es un trozo de cable enrollado. Una bobina con forma de tubo recto (parecido a un tornillo) se llama solenoide, y cuando además se curva de forma que los extremos coincidan se denomina toroide. Pueden producirse campos magnéticos mucho más fuertes si se sitúa un «núcleo» de material paramagnético o ferromagnético (normalmente hierro dulce) dentro de la bobina. El núcleo concentra el campo magnético, que puede entonces ser mucho más fuerte que el de la propia bobina.

La principal ventaja de un electroimán sobre un imán permanente es que el campo magnético puede ser rápidamente manipulado en un amplio rango controlando la cantidad de corriente eléctrica. Sin embargo, se necesita una fuente continua de energía eléctrica para mantener el campo.

-Aprendamos más sobre los imanes y el magnetismo a través de las siguientes actividades:

http://www.educacion.es/mnct/pequemuseo/CD/content/peque8/magnetismo/401.html

http://www.ceipjuanherreraalcausa.es/Recursosdidacticos/SEXTO/Conocimiento/u08/0802.htm

http://www.librosvivos.net/smtc/homeTC.asp?TemaClave=1073

http://web.educastur.princast.es/cp/principe/caza_tesoro_electricidad_magnetismo/index.htm

http://cplosangeles.juntaextremadura.net/web/cmedio6/el_magnetismo/index.htm

http://clic.xtec.cat/db/jclicApplet.jsp?project=http://clic.xtec.net/projects/medinat/jclic/medinat.jclic.zip&lang=es

http://www.juntadeandalucia.es/averroes/carambolo/WEB%20JCLIC2/Medio/elecmagn/index.htm

LAS MÁQUINAS

Las máquinas son dispositivos inventados por el hombre para realizar con mayor facilidad las tareas en su quehacer diario.

Las máquinas inventadas por el hombre se pueden clasificar atendiendo a tres puntos de vista:

  • Según su complejidad , que se verá afectada por el número de operadores (piezas) que la componen.
  • Según el número de pasos o encadenamientos que necesitan para realizar su trabajo.
  • Según el número de tecnologías que la integran.
  • Analizando nuestro entorno podemos encontrarnos con máquinas sencillas (como las pinzas de depilar, el balancín de un parque, un cuchillo, un cortauñas o un motor de gomas), complejas (como el motor de un automóvil o una excavadora) o muy complejas (como un cohete espacial o un motor de reacción), todo ello dependiendo del número de piezas empleadas en su construcción.
  • También nos podemos fijar en que el funcionamiento de algunas de ellas nos resulta muy fácil de explicar, mientras que el de otras solo está al alcance de expertos. La diferencia está en que algunas máquinas solamente emplean un paso para realizar su trabajo (máquinas simples), mientras que otras necesitan realizar varios trabajos encadenados para poder funcionar correctamente (máquinas compuestas).La mayoría de nosotros podemos describir el funcionamiento de una escalera (solo sirve para subir o bajar por ella) o de un cortaúñas (realiza su trabajo en dos pasos: una palanca le transmite la fuerza a otra que es la encargada de apretar los extremos en forma de cuña); pero nos resulta imposible explicar el funcionamiento de un ordenador, un motor de automóvil o un satélite espacial.
  • Por último podemos ver que algunas de ellas son esencialmente mecánicas (como la bicicleta) o electrónicas (como el ordenador); pero la mayoría tienen mezcladas muchas tecnologías o tipos de energías (una escavadora dispone de elementos que pertenecen a las tecnologías eléctrica, mecánica, electrónica, hidráulica, neumática, térmica, química… todo para facilitar la extracción de tierras).

Hagamos a continuación algo de historia, conociendo dos de las máquinas más antiguas:

-Tornillo de Arquímedes: Arquímedes fue uno de los más grandes inventores de la historia. Nació en el año 298 AC y murió en el año 212 AC. Este genio fue el inventor de la catapulta, la polea compuesta y el tornillo de Arquímedes, inventado durante su estancia en Egipto. Se basa en un tornillo que se hace girar dentro de un cilindro hueco, situado sobre un plano inclinado, y que permite elevar el agua situada por debajo del eje de giro.

Desde su invención hasta ahora se ha utilizado para el bombeado de fluidos. También es llamado Tornillo sin fín por su circuito en infinito.

-Máquina de James Watt: Nació en Escocia en 1736. Desde pequeño mostró aptitudes para el trabajo con las máquinas en el taller de su padre, que era carpintero. Aunque realmente James Watt no inventó la máquina de vapor, ya que ya existían algunas muy primitivas cuando él nació, sí consiguió que el rendimiento de éstas resultara mucho más alto y económico. Sobre la base de su trabajo se construyeron las locomotoras a vapor, que durante muchos años constituyeron el medio de transporte más rápido que utilizaba el ser humano para sus desplazamientos. Más tarde, los hermanos Stephenson construyeron dos locomotoras, denominadas Rocket y Northumbrian, basándose en estos principios, que resultaron todo un éxito en la época.

Una vez hemos visto algo de historia, pasemos a continuación a analizar algunas máquinas simples:

-LA PALANCA

Para levantar un tonel puedes hacerlo “a pulso”, pero seguro que te va a costar mucho esfuerzo. ¿No habrá formas más cómodas de hacerlo?

Una posible solución es “hacer palanca”: ponemos  un punto de apoyo cerca del peso y aplicamos
una fuerza hacia abajo lejos de él.

Cuanto más alejados estemos del punto de apoyo,  menor será la fuerza que tendremos que hacer.


En este esquema de la palanca el apoyo se encuentra entre el peso y el punto de aplicación de la fuerza. Se trata de una palanca de primer género. Además de este, existen los siguientes tipos de palancas:

DE PRIMER GÉNERO En las palancas de primer género el  punto de apoyo está entre el peso y el lugar de aplicación de la fuerza.

(La piedra pequeña que actúa como  apoyo está entre la roca grande y la  fuerza del grupo de personas.)

DE SEGUNDO GÉNERO En las palancas de segundo género el  peso se encuentra entre el apoyo y el  lugar en el que hacemos la fuerza.

(El peso que lleva la carretilla está  entre la rueda que actúa como apoyo  y la fuerza que hace el obrero.)

DE TERCER GÉNERO En las palancas de tercer género la  fuerza se aplica entre el punto de  apoyo y el peso.

(La fuerza la realiza el brazo izquierdo  del pescador. Esta fuerza se aplica  entre el apoyo del brazo derecho y el  peso del pez.)

La palanca es una máquina simple que transmite la fuerza que se aplica en un  punto a otro punto en el que se obtiene una fuerza mayor.

-LAS POLEAS

Además de la palanca, existen otras máquinas simples que nos pueden ayudar a levantar un peso sin demasiado esfuerzo. Una de ellas es la polea.

La polea simple está formada por una rueda  acanalada por la que se hace pasar una cuerda.
De un extremo de la cuerda se sujeta la carga, y
del otro se tira.
Este mecanismo nos ahorra esfuerzo porque
nuestro peso nos ayuda a tirar.

El polipasto es el conjunto  formado por una polea móvil
y una polea fija al techo.

Con este sistema nos  ahorramos la mitad de  esfuerzo que con la polea  simple. A cambio, recogemos  el doble de cuerda.

La polea es una máquina simple que nos puede ayudar a subir pesos  ahorrando esfuerzo. Cuando un sistema está formado por poleas fijas y poleas  móviles, se llama polipasto.

Además de las palancas y las poleas, existen otras máquinas simples, como el plano inclinado, la cuña, etc.

-MECANISMOS DE TRANSMISIÓN CIRCULAR

Ya has visto cómo funcionan algunas máquinas simples. Pero también existen otras máquinas más complicadas construidas combinando palancas, poleas, …

En general, en las máquinas el movimiento lo proporcionan los motores, pero ¿quién se encarga de transmitir este movimiento de unas partes a otras de la máquina? Pues lo hacen los mecanismos.
El mecanismo que ves en la imagen es la polea de transmisión del motor de un coche. Con este mecanismo se transmite el movimiento circular entre los dos ejes señalados. Lo hace por medio de una correa que se hace pasar entre las dos poleas.

Por tanto, el movimiento que empezó en el motor se transmitirá al resto de la máquina mediante la polea de transmisión.

-ENGRANAJES

Los engranajes son piezas dentadas que transmiten el movimiento circular entre ejes cercanos mediante el empuje que ejercen los dientes de unas piezas sobre otras. Veamos a continuación algunos tipos de engranajes:

Un tren de engranajes transmite el movimiento entre ejes paralelos. Los dos primeros engranajes giran en sentido contrario, volviendo el tercer engranaje a girar en el sentido inicial. En un tren de engranajes cilíndricos, la velocidad de las piezas es mayor cuanto menor sea su tamaño.

-Los engranajes cónicos transmiten el movimiento entre ejes perpendiculares. Están compuestos por piezas cuyos dientes están recortados sobre un cono.

El sistema piñón-corona transmite el movimiento también entre ejes perpendiculares.

-TORNILLO SIN FIN Y RUEDAS DENTADAS

Existen más mecanismos con los que poder transmitir movimiento circular. Dos de ellos son el tornillo sin fin y las ruedas dentadas y cadena.


Tornillo sin fin:

• Transmite un movimiento circular entre    dos ejes perpendiculares.

• El tornillo se monta sobre un eje, de    forma que engrana con una rueda que    girará en un eje perpendicular al del    tornillo.

• La transmisión solo funciona cuando el    tornillo hace girar a la rueda dentada,    pero nunca al revés.


Ruedas dentadas y cadena:

• La transmisión por ruedas dentadas y    cadena de eslabones combina la
función de las poleas (ejes distantes)    con la ventaja de los engranajes
(ausencia de resbalamiento).

• Los eslabones están constituidos por    pequeñas placas y rodillos unidos por    pasadores.

  • El tornillo sin fin transmite un movimiento circular de poca velocidad entre ejes perpendiculares.
  • El sistema de ruedas dentadas y cadena transmite el movimiento circular entre partes separadas, pero evitando el resbalamiento.
  • -MECANISMOS QUE TRANSFORMAN EL MOVIMIENTO CIRCULAR EN LINEAL

    Los mecanismos que hemos visto hasta ahora transmiten un movimiento circular, pero ¿y si nos interesara convertir un movimiento circular en un movimiento lineal, o viceversa?

    Veamos a continuación algunos ejemplos:

    -Tornillo: Para levantar un coche cuando se pincha una rueda se utiliza un “gato”. Al girar la manivela, el tornillo acerca las tuercas y el coche se eleva. Este mecanismo se utiliza también en los trípodes de las máquinas fotográficas, en el compás y en algunas herramientas.

    -Piñon-Cremallera: En este sistema una rueda dentada (piñón) engrana en una barra dentada (cremallera). Este mecanismo es reversible: puede ser el piñón el que mueva la cremallera o viceversa. Algunos funiculares de montaña utilizan este sistema. El motor obliga a la rueda a moverse sobre la barra dentada, por lo que el funicular avanza.

    -Leva: La leva tiene forma de rueda con resalte. Al girar, el resalte eleva una barra llamada seguidor que se desplaza arriba y abajo. Durante el tramo sin resalte, el seguidor se para. Este mecanismo se usa en los motores de los coches.

    -Una vez conocemos algo más sobre las máquinas, pasaremos a realizar las siguientes actividades y a visionar los siguientes vídeos:

    http://www.mmach.arrakis.es/MQUINAS_SIMPLES.swf?id=3456

    http://www.juntadeandalucia.es/averroes/recursos_informaticos/andared02/maquinas/principal.swf

    http://www.youtube.com/watch?v=DZCNp7mWF20

    http://www.youtube.com/watch?v=T1PrJK9jorQ

    http://www.youtube.com/watch?v=vNUXSyUA-AQ

    http://www.maestrojuandeavila.es/tecnologia/temas/mec/polea_fija.swf

    http://www.maestrojuandeavila.es/tecnologia/temas/mec/biela_manivela.swf

    http://cobastigas.es/recursos/tema%20de%20mecanismes%20en%20Power/1123_04biela_manivela.swf

    http://ares.cnice.mec.es/ciengehi/b/02/index.html

    http://www.juntadeandalucia.es/averroes/recursos_informaticos/proyectos2003/apoyo_cm/enmaq/contenidos/maq1.html

    http://www.juntadeandalucia.es/averroes/html/adjuntos/2009/06/30/0003/0_ID/index.html

    http://proyectos.cnice.mec.es/arquimedes/movie.php?usuario=2&nivel=1&movie=fp005/gm001/md001/ut001/0flash/movie.swf

    http://losinventos.iespana.es/

    http://pagina.jccm.es/edu/cp/princesasofia/colegio/alumnos/inventos.html

    http://www.educar.org/inventos/

    LAS FUERZAS Y EL MOVIMIENTO

    -¿QUÉ ES EL MOVIMIENTO?

    A diario comprobamos cómo las cosas se mueven… y todo el mundo comprende más o menos lo que significa la palabra movimiento: algo se mueve si observamos que su posición cambia a medida que pasa el tiempo.

    Fácil, ¿verdad? Pero el movimiento es algo muy peculiar… y no todo el mundo se da cuenta de ello.

    Cuando un avión reposta en vuelo, los dos pilotos (el del avión que suministra el combustible y el del avión que reposta) no perciben a la velocidad que van (unos mil kilometros a la hora), dándoles la sensación de que están parados. Sin embargo, para las personas que están en la torre de control del aeropuerto, los dos aviones se mueven muy rápido… ¡a miles de kilómetros por hora!

    Esto demuestra que el movimiento es relativo, ya que siempre hay que relacionarlo con alguien que lo observa; y según quién lo mire, un mismo movimiento puede parecer muy diferente para dos personas en situaciones distintas… ¡y las dos tienen razón!

    Por lo tanto, no basta con decir que una cosa se mueve, sino que es necesario añadir respecto a qué o quién se mueve, pues para alguien esa cosa podría estar parada.

    Además, parece que no hay nada realmente quieto: estás sentado ante el ordenador, y la mesa y todo en tu habitación se encuentra en reposo; pero en realidad la Tierra gira como una peonza y tú giras con ella; da vueltas alrededor del Sol, que a su vez gira en torno al centro de nuestra galaxia; y esta surca el espacio intergaláctico a una velocidad increíble… todo se mueve en el universo.

    En síntesis:

  • Un objeto se mueve respecto a algo o alguien que lo observa si la posición de ese objeto cambia a medida que pasa el tiempo.
  • El movimiento es relativo, porque un mismo movimiento puede parecer muy distinto dependiendo de quién lo mire.
  • -DESCRIPCIÓN DEL MOVIMIENTO: LA TRAYECTORIA

    Si nos proponemos describir el movimiento, vamos a necesitar algunas cosas:

    • Un observador. Una persona que tiene una regla o un metro (para medir distancias) y un reloj (para ver cómo transcurre el tiempo).
    • Un origen o punto de referencia. El sitio donde se va a colocar el observador, y desde el cual va a medir las distancias.
    • Un sistema de referencia. Unos ejes de coordenadas colocados en nuestro punto de referencia y que permitirán al observador localizar la posición de cualquier objeto.

    Equipados con todo esto, intentemos describir el movimiento de un coche teledirigido. Nos tenemos que fijar muy bien en la trayectoria que recorre, anotando algunos puntos por los que pasa y el instante exacto en que lo hace. Así, nos daremos cuenta de la trayectoria que va llevando el coche  cada segundo.

    Presta atención a esta situación: un hombre conduce su velero mientras un niño le observa atentamente desde la orilla de la playa. Si el hombre decide bajar el banderín de su velero, ¿qué trayectoria del banderín observarán ambos, el hombre y el niño?

    La trayectoria que observa el niño es una línea curva, ya que al tiempo que la bandera va bajando, el velero se desplaza hacia la derecha.

    La trayectoria que observa el hombre es una línea recta vertical, ya que al tiempo que la bandera va bajando, él va acompañando el movimiento de traslación del velero.

    En resumen,  la trayectoria de un móvil depende del sistema de referencia usado por el observador.

    -EL CONCEPTO DE VELOCIDAD

    Además de conocer la trayectoria de un objeto, nos gustaría saber lo rápido que va y cómo se mueve en cada momento. Esta información nos la da la velocidad instantánea.

    Este concepto nos permite determinar la velocidad que lleva un objeto que se mueve, en un momento determinado. Imaginemos una carrera ciclista. La velocidad de un corredor no será constante, y por lo tanto dependerá de muchos factores la que lleve en cada momento (si la carretera tiene pendiente descendente o ascendente, el viento, etc.). En un momento determinado podemos medir que el ciclista lleva una velocidad de 50 km/h, cuando va circulando en llano. Sin embargo, más tarde encuentra viento en contra, y su velocidad en ese momento es de 35 km/h.

    Naturalmente, hay una forma más fácil de decir a qué velocidad ha ido más o menos un objeto. Si sabemos cuánto espacio ha recorrido y el tiempo que ha tardado en hacerlo, podemos calcular su velocidad media:

    • Si el espacio lo medimos en metros, y el tiempo en segundos, la velocidad media se expresa en metros recorridos por cada segundo que pasa, es decir, en “metros por segundo” (m/s).
    • Si el espacio lo medimos en kilómetros, y el tiempo en horas, la velocidad media se expresa en kilómetros recorridos por cada hora que pasa, es decir, en “kilómetros por hora” (km/h).

    En resumen, podemos decir:

  • La velocidad instantánea de un móvil nos dice en cada momento lo rápido que se mueve, la dirección y el sentido de su movimiento.
  • La velocidad media de un móvil nos dice más o menos a qué velocidad  promedio ha realizado un determinado trayecto.
  • -TIPOS DE MOVIMIENTO

    Según la forma de la trayectoria, un movimiento puede ser rectilíneo o curvilíneo.
    Aquí te mostramos dos ejemplos de los tipos de movimiento rectilíneo más importantes:

    Movimiento rectilíneo uniforme:Este tren realiza un movimiento rectilíneo, ya que avanza por una línea recta. Además, durante largos tramos mantiene la misma velocidad.
    Se trata de un ejemplo de movimiento rectilíneo uniforme.
    Movimiento rectilíneo
    y uniforme.

     


    Movimiento rectilíneo
    uniformemente acelerado.
    Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado: El cohete, al despegar, pasa de estar en reposo a adquirir una enorme velocidad. Además, como la trayectoria que realiza es una línea recta, decimos que el cohete lleva un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.

    Si la trayectoria del móvil es una línea curva, hablamos de movimientos curvilíneos. Dentro de éstos, podemos distinguir los siguientes tipos:

    Circular: Las aspas de los aerogeneradores de un parque eólico realizan un movimiento circular.

    Parabólico: El movimiento que realiza una jabalina al ser lanzada es un movimiento parabólico.

    Elíptico: La Tierra, al igual que los demás planetas del Sistema Solar, realiza un movimiento elíptico alrededor del Sol.

     

    ¿QUÉ ES LA FUERZA?

    Empujar, arrastrar, sujetar, tirar, atraer, … Todas estas palabras describen la acción de un cuerpo sobre otro, y en física nos referimos a ellas con un solo término: fuerza.
    Nosotros observamos fuerzas por las deformaciones o los cambios de velocidad que producen estas fuerzas en los cuerpos.

    Algunos ejemplos de los efectos que producen las fuerzas sobre los cuerpos son:

    Deformaciones:

    Cuando aplicamos una fuerza sobre un objeto elástico, se produce una deformación en el objeto.

    Así ocurre, por ejemplo, si intentamos aplastar un objeto de gomaespuma, si estiramos un muelle, o al doblar una varilla metálica.

    Aceleraciones:

    Las fuerzas también pueden producir aceleraciones en los cuerpos. Por ejemplo, cuando aplicamos una fuerza sobre un balón para lanzarlo a canasta, el balón cambia su velocidad, es decir, adquiere una cierta aceleración.

    Así ocurre también cuando empujamos un objeto, cuando lanzamos una piedra a un estanque o cuando abrimos una puerta.

    Resumiendo:

  • Llamamos fuerza a cualquier acción que modifica la velocidad de los cuerpos (aceleración) o los deforma.
  • Las fuerzas se ejercen siempre en una dirección y sentido, y se aplican en  puntos concretos de los cuerpos. Por tanto, la fuerza es una magnitud,  que se mide en el sistema internacional en la unidad newton (N).
  • Pero los cuerpos no tienen fuerza… la fuerza no es algo que se posee. Las fuerzas se ejercen, aparecen como resultado de una interacción entre dos cuerpos y siempre se presentan de dos en dos: cuando un cuerpo A ejerce una fuerza sobre un cuerpo B, de forma simultánea el B ejerce la misma fuerza sobre el A, pero en sentido contrario.

    Aquí te mostramos algunos ejemplos en los que se manifiesta esa interacción:

    Estos dos coches chocan y cambia el movimiento que ambos llevaban… para lo cual ha sido necesario que cada uno ejerza sobre el otro una fuerza.Estas dos fuerzas son iguales y de sentido contrario. Las fuerzas que se ejercen
    entre sí estos coches, son
    iguales y de sentido contrario.

     

    Las fuerzas que se ejercen
    entre sí el imán y la bola, son
    iguales y de sentido contrario.
    El imán ejerce una fuerza sobre la bola metálica y la atrae. Pero también la bola ejerce una fuerza sobre el imán… si haces la prueba notarás que algo tira de tu mano.

    -LA INERCIA 

    Mucha gente piensa que para mantener el movimiento de un objeto es necesario aplicar constantemente una fuerza sobre él. Pero están equivocados…

    Al bajar por una montaña rusa aceleramos, moviéndonos cada vez más y más deprisa. En cambio, al subir vamos frenando poco a poco… y si no bajamos ni subimos, ¿qué ocurrirá? Pues que ni aceleramos ni frenamos: nuestra velocidad permanece constante y nos movemos en línea recta… ¡para siempre! Al menos esto es lo que ocurriría si no existiera rozamiento.Naturalmente, si el carrito hubiera estado inicialmente parado, seguiría quieto hasta que alguien o algo lo empujara.
    En una montaña rusa
    se manifiesta el fenómeno
    de la inercia.

    -LA FUERZA DE GRAVEDAD

    La gravedad origina la aceleración que experimenta un objeto en las cercanías de un planeta o satélite. Por efecto de la gravedad tenemos la sensación de peso, si estamos en un planeta o satélite. Si no estamos bajo el efecto de otras fuerzas, sufriremos una aceleración dirigida aproximadamente hacia el centro del planeta.

    Este tipo de fuerza es la responsable de los movimientos a gran escala que se observan en el Universo: la órbita de la Luna alrededor de la Tierra, la órbita de los planetas alrededor del Sol, etcétera. Asimismo, es la responsable de las mareas que observamos cuando vamos a la playa.

    -Una vez hemos terminado de repasar el tema de las fuerzas y el movimiento, te propongo las siguientes actividades:

    http://www.genmagic.org/fisica/fc1c.swf

    http://www.genmagic.net/fisica/graficc.swf

    LA MATERIA

    Los objetos materiales tienen en común que tienen masavolumen. Por eso, decimos que masa y volumen son propiedades generales de la materia.

    Una manzana, tu libro de matemáticas y las zapatillas de deporte son materia. Se pueden pesar y meter en una mochila o en una habitación.

    En resumen, materia es todo lo que tiene masavolumen. Masa y volumen son las propiedades generales de la materia.

    Una pregunta que nos hacemos frecuentemente es ¿el aire es materia? Vamos a ver si el aire tiene las propiedades generales de la materia: masa y volumen.

    -Si pesamos un balón desinflado, y después de inflarlo lo volvemos a pesar, comprobaremos que su peso ha aumentado. Esto quiere decir que por lo tanto, tiene masa.

    -Si cogemos un globo de plástico y lo inflamos, su volumen aumenta considerablemente. Por lo tanto, quiere decir que el aire tiene volumen.

    Por lo tanto, si el aire tiene masa y volumen, está claro que el aire es materia.

    -PROPIEDADES ESPECÍFICAS DE LA MATERIA

    Un pomelo y una manzana Observa la manzana y el pomelo de la imagen. Las dos frutas tienen aproximadamente la misma masa y volumen, pero claramente no son la misma materia. Se diferencian en el color, el sabor…

    Los distintos materiales se diferencian entre sí por sus propiedades específicas. Algunas de estas propiedades son el color, la forma, el sabor, la dureza, la elasticidad y la transparencia.

    Cada tipo de materia tiene sus propiedades específicas. Algunas de estas propiedades hacen a los materiales útiles para determinadas aplicaciones:

    Botellas de vidrio Cables y utensilios de cobre Prendas de lana
    El vidrio es duro y transparente. Se emplea para producir recipientes, ventanas y lentes para gafas. El cobre es dúctil, maleable y  conductor eléctrico .
    Por eso se usa para fabricar cables y utensilios de cocina.
    La lana se utiliza en la confección de prendas de abrigo porque es un buen aislante
    térmico.

    -ESTADOS DE LA MATERIA

    Ya sabes que en la naturaleza puedes encontrar el agua en tres estados diferentes: sólido, líquido, y gas. Esto es porque sus puntos de fusión y ebullición están dentro de los rangos de temperaturas terrestres.

    Pero no todos los tipos de materia pueden encontrarse en los tres estados. El papel o la madera, por ejemplo, solo existen en estado sólido.

    El agua se encuentra en la naturaleza en los tres estados de la materia: sólido, líquido y gaseoso.En general, tanto los gases como los sólidos y los líquidos se dilatan si los calentamos, aumentando su volumen. Y se contraen al enfriarlos, disminuyendo su volumen.

    Siguiendo en esta línea, el agua del ejemplo de la derecha, cambia de estado por acción del aumento o disminución de la temperatura. Si el agua desciende hasta cero grados, se hiela (pasa de líquido a sólido). Si el agua se calienta hasta los cien grados, se evapora (pasa de líquido a gaseoso).Todos los cambios de estado son reversibles, porque pueden ser en un sentido o en otro.

    Pero al mismo tiempo que hay cambios de estado en la materia, también hay cambios químicos.

    Los cambios químicos suponen que un elemento se transforme en otro, cambiando su composición química.

    Imaginemos por ejemplo una verja de hierro. Con el paso del tiempo, y gracias a la acción del óxigeno presente en el aire, la verja se oxida, dando como resultado la producción de un material nuevo y distinto del oxígeno y del hierro: el óxido de hierro.

    A estos cambios químicos se les conoce como reacciones químicas.

    -LAS MEZCLAS

    Una ensalada es una mezcla de diferentes ingredientes: lechuga, tomate, aceite, vinagre, sal… Las proporciones de estos ingredientes pueden variar: a unos nos gusta la ensalada con más sal, a otros sin tomate, etc.

    En general, los ingredientes de una mezcla se llaman componentes. Las proporciones de los componentes de una mezcla no son fijas.

    Otros ejemplos de mezclas:

    Copa de nata y chocolate. Agua de mar. Un vaso de leche.
    Una copa de nata y chocolate. El agua de mar contiene, sobre todo, agua y sal. La leche está formada por numerosas partículas y agua.

    Resumiendo, las mezclas están formadas por más de un componente, cuyas proporciones  pueden variar. Esos componentes no pierden sus propiedades características por el hecho de mezclarse.

    -TIPOS DE MEZCLAS

    Roca de granito. Fíjate en los fragmentos de roca de granito. A simple vista puedes distinguir los minerales que lo componen. Se trata de una mezcla heterogénea.

    Veamos otros ejemplos de mezclas heterogéneas:

    Piedra caliza.

    Agua de charca.

    Una galleta con pasas.

    La piedra caliza formada por fósiles de conchas de moluscos. Una muestra del agua de una charca. Una galleta con pasas.

    Una mezcla es heterogénea cuando pueden distinguirse sus componentes a simple vista.

    Tableta de chocolate. Observa la tableta de chocolate de la imagen. ¿Podrías distinguir a simple vista sus componentes? Evidentemente no. Se trata de una mezcla homogénea.

    A nuestro alrededor hay muchas mezclas homogéneas: el aire, la salsa mayonesa, el bronce (aleación de cobre y estaño), la mantequilla…

    Las disoluciones son mezclas homogéneas y están constituidas por el disolvente y el soluto. Las disoluciones más conocidas son líquidas, pero también hay gaseosas y sólidas.

    Existen muchos ejemplos de mezclas homogéneas:

    Jarabe. Utensilios de latón. Pecera.
    Soluto: jarabe (sólido).
    Disolvente: agua (líquido).
    El latón es una disolución sólida de cobre y zinc. El agua (disolvente líquido) de la pecera tiene el oxígeno (soluto gaseoso) disuelto.

    Una mezcla es homogénea cuando tiene aspecto uniforme, y no se observan partes diferentes.

    Las mezclas homogéneas también reciben el nombre de disoluciones y están constituidas por un disolvente y un soluto…

    -SEPARACIÓN DE MEZCLAS HETEROGÉNEAS

    Para separar dos sustancias distintas que forman una mezcla heterogénea se aprovechan sus distintas propiedades. Veamos algunos ejemplos:

    Experiencia 1: Separación de una mezcla de arena y limaduras de hierro

    Aprovechamos la propiedad del hierro de ser atraído por un imán.
    Si acercamos un imán a la mezcla, las limaduras son atraídas por el imán, y la arena queda sola.Este proceso se denomina separación magnética.

    Experiencia 2: Separación de una mezcla de agua y arena

    Aprovechamos la propiedad del papel de filtro para retener la arena y dejar pasar el agua.
    El agua pasa por los poros del papel y la arena no. A este proceso se le llama filtración.

    Experiencia 3: Separación de una mezcla de aceite y vinagre

    El aceite es menos denso que el vinagre. Por eso la mezcla tiene dos capas, quedando el aceite en la parte superior.
    Con un embudo especial, sacamos el vinagre y dejamos el aceite solo. Este proceso se llama decantación.

    -SEPARACIÓN DE MEZCLAS HOMOGÉNEAS

    Para separar mezclas homogéneas se utilizan habitualmente dos procesos: la cristalización y la destilación. Veámoslo en dos nuevas experiencias:

    Experiencia 1: Separación de una disolución de agua con sal

    El agua de mar contiene gran cantidad de sal disuelta. Si dejamos que se evapore el agua, queda la sal. A medida que desaparece el agua, la sal forma hermosos cristales. Este proceso se llama cristalización.

    Experiencia 2: Separación de una disolución de agua y alcohol (vino)

    La cristalización permite separar un sólido disuelto en un líquido, pero ¿cómo separamos una disolución de dos líquidos? Lo mejor es recurrir a la destilación, que es un proceso que aprovecha los diferentes puntos de ebullición de los componentes líquidos de una mezcla.

    Para llevar a cabo este procedimiento de separación necesitamos un aparato de destilación. Este aparato se compone de un mechero, dos matraces, un termómetro, tubo refrigerante.

    Calentamos el matraz con el vino. Al ser la temperatura de ebullición del alcohol de 73 grados, se evapora, saliendo por el tubo en dirección al otro matraz. Al estar el tubo que comunica los matraces refrigerado, el alcohol cae al otro matraz en forma líquida, quedando en el primer matraz el agua y los sólidos del vino.

    -Una vez repasados todos los contenidos de este tema, realizaremos las siguientes actividades y veremos los siguientes vídeos:

    http://www.juntadeandalucia.es/averroes/colegio_sanjosedepalmete/conoc_medio_5/materia.swf

    http://www.anayainteractiva.com/docs/clasificacion_materia.swf

    http://www.youtube.com/watch?v=Qb75G–wTNc&feature=player_embedded

    http://www.quimicaweb.net/grupo_trabajo_fyq3/tema3/index3.htm

    http://www.isftic.mepsyd.es/w3/eos/MaterialesEducativos/primaria/conocimiento/lamateria/inicio.html