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1

Nombre y apellidos: ................................................................................................................................................................................................................... Fecha: ......................................

ADAPTACIÓN CURRICULAR

¿Qué es la ciencia?

El conocimiento científico

La ciencia es un modo de conocimiento que se desarrolla utilizando métodos de trabajo muy rigurosos, que se engloban en el denominado método científico.

Para que un conocimiento sea calificado de «científico» se debe contrastar con la realidad (comprobar que lo que se dice ocurre así realmente), y ha de estar basado en las pruebas obtenidas de esta contrastación. Además, ha de ser re-producible, esto es, se ha de poder contrastar con la realidad cuando se quiera.

Aprende, aplica y avanza

1 El conocimiento científico siempre parte de la necesidad de explicar un pro-blema, o fenómeno, basado en hechos. Lo primero que se hace es dar posibles explicaciones o respuestas (hipótesis) y después comprobar, normalmente mediante experimentos, si son correctas. De estos experimentos se obtienen datos que, una vez analizados, derivan en resultados y conclusiones que se han de basar en las pruebas obtenidas. Si estos resultados y conclusiones no son acordes con la realidad, habrá que plantear nuevas hipótesis, pero si con-firman la inicialmente planteada, pasan a ser leyes o teorías científicas.

Completa el siguiente diagrama sobre las etapas de la metodología científica.

2 En la sección de astrología de una revista puedes leer, en tu horóscopo: «Hoy ganarás mucho dinero». Responde a estas preguntas:

a) ¿Se puede contrastar con la realidad?

b) ¿Se verificaría para todas las personas que tengan ese horóscopo?

c) ¿Es reproducible?

d) ¿Se trata de conocimiento científico?

La ciencia y el conocimiento científico

Si refutan las hipótesisse plantean otras

Se proponenposibles

respuestas

Se compruebasi son

correctas

Se analizanlos

datos

Si con�rmanla

hipótesis

…………(hechos)

…………(conjeturas)

………………(toma de datos)

……………………………………(basadas en pruebas)

1

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2 La Física y la Química

La Física y la Química son dos modos de conocimiento científico, lo que signi-fica que se desarrollan siguiendo la metodología científica y producen conoci-miento contrastable con la realidad y reproducible.

El propósito de ambas disciplinas científicas es el de explicar los cambios que experimenta la materia que nos rodea, que pueden ser de dos tipos:

• Cambios físicos: cuando no cambia la naturaleza de la sustancia que expe-rimenta el cambio. Por ejemplo, cuando arrugamos un papel, este cambia (ahora está arrugado), pero sigue siendo papel.

• Cambios químicos: cuando cambia la naturaleza de la sustancia. Por ejem-plo, si quemamos el papel, este cambia, y dejamos de tener papel.


1 Responde a las siguientes preguntas:

a) ¿Qué significa que la Física y la Química son disciplinas científicas?

b) ¿Cuál es el propósito de estas disciplinas científicas?

c) ¿Qué es un cambio físico?

d) ¿Qué es un cambio químico?

2 Indica si los siguientes cambios son físicos o químicos:

a) El agua se congela. ......................... b) El hierro se oxida. ...............................

c) La madera arde. ............................... d) Un objeto cae hacia el suelo. ................

e) El vino se avinagra. ......................... f) El alcohol se evapora. ..............................

g) Se rompe un jarrón. ....................... h) Se enciende una vela. ............................

3 Completa la siguiente frase:

La .............................. y la .............................. pretenden explicar los ..............................

que experimenta la .............................. que nos rodea. La Física estudia los cam-

bios .............................., en los que después del cambio se observan sustancias

.............................. a las iniciales. La Química estudia los cambios ..............................,

en los que se obtienen sustancias .............................. a las iniciales.

¿Cuál es el propósito de la Física y la Química?

2

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198 Nombre y apellidos: ................................................................................................................................................................................................................... Fecha: ......................................


3 Magnitudes físicas. Unidades y medida


1 De entre los siguientes elementos, indica cuáles hacen referencia a magnitu-des físicas:

a) Peso. b) Honor. c) Belleza. d) Tamaño.

e) Rapidez. f) Justicia. g) Temperatura. h) Amor.

2 La tabla siguiente muestra tres magnitudes fundamentales muy utilizadas para estudiar el movimiento de los cuerpos, junto con sus unidades SI:

Magnitud Unidad SI Símbolo

Longitud Metro m

Masa Kilogramo kg

Tiempo Segundo s

A partir de las descripciones que se ofrecen, rellena la siguiente tabla con las unidades SI y los símbolos que les corresponden:

Magnitud Descripción Unidad SI Símbolo

SuperficieLa de un rectángulo se obtiene multiplicando dos longitudes: base ∙ altura

VelocidadEs el espacio que recorre un móvil en cada unidad de tiempo

DensidadLa masa que tiene cada unidad de volumen de una sustancia

Magnitud física es toda propiedad de la materia que puede ser medida de forma objetiva.

Para medir una magnitud física lo primero que tenemos que hacer es decidir qué unidad se va a utilizar, y después comparar cuántas veces cabe esa uni-dad en la cantidad a medir. Por ejemplo, para expresar el ancho de un A4 en centímetros (se elige el centímetro, cm, como unidad) hemos de comprobar cuántas veces cabe 1 cm en el ancho a medir, obteniendo un total de 21 veces. Por eso decimos que el ancho del A4 es de 21 cm.

Son muchas las propiedades de la materia que se pueden medir de forma obje-tiva, pero no todas son independientes de las otras. Por convenio, se han elegido siete magnitudes fundamentales, en función de las cuales se pueden expresar el resto, que reciben el nombre de magnitudes derivadas. Además, para poder hablar a nivel internacional se ha definido el Sistema Internacional de Unidades (SI), en el que se establecen las unidades de las magnitudes fundamentales.

Diferenciamos entre magnitud, unidad y medida

3

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199Nombre y apellidos: ................................................................................................................................................................................................................... Fecha: ......................................


4 Instrumentos de medida. Errores


1 En cada uno de los siguientes instrumentos de medida, indica el intervalo de medida y el umbral de resolución:

2 Indica si los siguientes errores son sistemáticos (S) o aleatorios (A):

a) Justo en el momento de parar el cronómetro, la persona estornuda.

b) Una regla es más corta de lo que dice ser.

c) El estudiante no sabe usar bien una probeta.

d) Una mosca se posa en la balanza y no nos damos cuenta.

3 Indica si las siguientes medidas son directas (D) o indirectas (I):

a) El tiempo que tarda en caer un objeto con un cronómetro.

c) La superficie de un folio, multiplicando largo por ancho.

d) La masa de una persona con una báscula.

e) La densidad de un objeto, dividiendo masa entre volumen.

Los instrumentos de medida tienen cualidades, como el intervalo de medida (la diferencia entre los valores máximo y mínimo que se pueden medir con él) y la sensibilidad (relacionada con la división mínima de la escala, o umbral de resolución).

Al medir se cometen errores, que se pueden deber al propio aparato o al modo de usarlo (errores sistemáticos, que se pueden evitar), o a otras causas impre-decibles (errores aleatorios, que son inevitables).

Las medidas que se obtienen directamente con el aparato se llaman medidas directas, y las que se obtienen mediante cálculos matemáticos se llaman me-didas indirectas.

Cualidades de los instrumentos de medida, errores y tipos de medida

Intervalo de medida: .............................................................................

Umbral de resolución: ...........................................................................

Intervalo de medida: .............................................................................

Umbral de resolución: ...........................................................................

4

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5 Múltiplos y submúltiplos



1 Realiza las siguientes conversiones:

a) 10 cm, ¿cuántos metros son?

b) 100 mg, expresados en kg.

c) 1 das, ¿cuántos ms son?

d) Expresa 20 km en dm.

2 Un objeto de 2,45 hg ocupa un volumen de 100 mL. ¿Cuál es su densidad, en el sistema internacional de unidades?

En ciencias se trabaja en ocasiones con sistemas muy pequeños o muy grandes, lo que obligaría a utilizar números de muchas cifras. Para evitarlo, se definen múltiplos y submúltiplos de las unidades, que se representan con una letra de-lante de la unidad. En la tabla siguiente se muestran algunos de estos prefijos:

Prefijo Símbolo Valor

Kilo- k 1 000

Hecto- h 100

Deca- da 10

Unidad

Deci- d 0,1

Centi- c 0,01

Mili- m 0,001

Necesidad de múltiplos y submúltiplos

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6 El lenguaje de la ciencia


1 La rapidez media de un movimiento se define, en lenguaje matemático, como el cociente entre el espacio que recorre el móvil entre el tiempo que invierte en recorrerlo. Indica si la relación de proporcionalidad entre los siguientes pares de magnitudes es directa (D) o inversa (I):

a) Velocidad y tiempo.

b) Espacio recorrido y tiempo.

c) Velocidad y espacio recorrido.

2 Indica si las siguientes gráficas corresponden a una proporcionalidad directa o a una inversa:

yy = k · x + b

y = k · xb

x

y

y = k/x

x

.......................................................................... ..........................................................................

3 A partir de la siguiente tabla de datos, representa la gráfica del espacio reco-rrido en función del tiempo, y a partir de ella deduce la relación de propor-cionalidad entre estas dos magnitudes.

El conocimiento científico se comunica con un lenguaje verbal muy preciso, que habitualmente viene acompañado de expresiones matemáticas (llamadas ecua-ciones físicas) tablas de datos (los obtenidos en los experimentos) y gráficas.

Las ecuaciones físicas no solo sirven para calcular unas magnitudes a partir de otras, sino que encierran relaciones de proporcionalidad entre ellas. Dos mag-nitudes pueden ser directamente proporcionales (si, por ejemplo, se duplica una, la otra también se duplica) o inversamente proporcionales (si se duplica una, por ejemplo, la otra disminuye a la mitad).

A partir de los datos de un experimento se pueden construir gráficas que mues-tran la relación entre dos magnitudes. Si la proporcionalidad es directa, las grá-ficas son líneas rectas crecientes, y si es inversa, líneas curvas decrecientes.

La comunicación ente los científicos

Espacio (m) Tiempo (s)

1 2

3 6

5 10

7 14

8 16

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7 Material de laboratorio. Normas de seguridad


1 Completa las siguientes frases, relacionadas con normas de uso del labora-torio:

a) Para proteger la ............................., utiliza siempre una bata.

b) Utiliza ............................. protectoras, y ............................. de látex.

c) Si tienes el ............................. largo, recógetelo.

d) Lávate las ............................. con jabón después de tocar algún ............................. químico.

e) No manipules productos ............................................. cerca de fuentes de calor.

f) Los ............................. y las ............................. fuertes han de manipularse con

mucha precaución.

g) Si mezclas algún ............................. con ............................., añade el .............................

sobre el ............................., nunca al contrario.

2 Asocia las etiquetas con su significado:

Toxicidad

aguda

Cancerígeno,

mutágeno

Sustancia

corrosiva

Sustancia

inflamable

Dañino para el

medio ambiente

Para trabajar de forma segura en el laboratorio hay que conocer bien el material que podemos encontrar en él y las normas básicas de seguridad, así como la información representada en las etiquetas de los productos químicos.

El comportamiento en el laboratorio

a) b) c) d) e)

7

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203



7 Material de laboratorio. Normas de seguridad

3 Debajo de cada imagen, escribe el nombre del material de laboratorio que observas en ellas:

............................................ ............................................ ............................................ ............................................

............................................ ............................................ ............................................ ............................................

a)

e)

b)

f)

c)

g)

d)

h)

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1 Los cambios en la naturaleza

1 Las reacciones químicas

Cuando se produce un cambio en un sistema material, este puede ser físico, si no cambian las sustancias, o químico, si aparecen sustancias nuevas.

pueden ser

LOS CAMBIOS

FÍSICOS QUÍMICOS

si

NO APARECEN SI APARECEN

SUSTANCIAS NUEVAS

Un cambio químico es lo que llamamos reacción química.

Un ejemplo de reacción química: la obtención de cal viva

Para obtener cal viva, calentamos piedra caliza, que se transforma en óxido de calcio, conocido como cal viva, y dióxido de carbono.

Podemos representar el cambio que ocurre de la siguiente forma:

Piedra caliza 8 cal viva + dióxido de carbono

Las sustancias que tenemos antes del cambio se llaman reactivos.

Las sustancias que se obtienen como resultado del cambio se llaman productos.

Cambios físicos y químicos


1 Identifica los reactivos y los productos en estos cambios químicos:

a) Añadimos bicarbonato sódico a unos mililitros de vinagre y obtenemos dióxido de carbono y una sal de sodio:

Reactivos: ..............................................................................................................................

Productos: .............................................................................................................................

b) Prendemos un trozo de papel con un mechero y obtenemos cenizas, dió-xido de carbono, vapor de agua y se desprende energía en forma de calor:

Reactivos: ..............................................................................................................................

Productos: .............................................................................................................................

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1 Redacta un párrafo que explique qué ocurre en una reacción química a nivel microscópico; utiliza para ello las siguientes palabras: movimiento, reactivos, choques, energía, nuevas sustancias, productos.

2 Une los elementos de las dos columnas

Temperatura Número de colisiones

Concentración Energía de la colisión


Cuando ocurre una reacción química, solemos poder observar un cambio de color, o que se desprende una sustancia gaseosa, o un aumento de temperatura. Pero, ¿qué ocurre a nivel microscópico en una reacción química?

Velocidad de una reacción química

UNA REACCIÓN QUÍMICA

ocurre MÁS RÁPIDO

si

AUMENTAMOS

CONCENTRACIÓN DE REACTIVOS

TEMPERATURA

porque aumenta

porque aumenta

NÚMERO DE CHOQUES

ENERGÍA DE LOS CHOQUES

La reacción química a nivel microscópico

2 ¿Qué ocurre en una reacción química?

Las moléculas estánen continuo movimiento.

Se produce una colisióncon energía su�ciente.

Se forman nuevos enlaces,originando nuevas sustancias.

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Para obtener de un vistazo toda la información acerca de una reacción quími-ca, utilizamos ecuaciones químicas, que no se deben confundir con las ecua-ciones algebraicas.

A continuación vamos a escribir la ecuación química de la obtención de amo-niaco (NH3) a partir de hidrógeno (H2) y nitrógeno (N2). Para ello, disponemos de la descripción molecular de este cambio químico:

Primer paso: Escribir las fórmulas de los reactivos y de los productos.

N2 + H2

REACTIVOS

NH3

PRODUCTOS8

Segundo paso: Escribir los coeficientes estequiométricos, que son el número de moléculas de cada sustancia que reacciona. Si es uno, no se escribe.

COEFICIENTES ESTEQUIOMÉTRICOS

N2 + 3 H2 8 2 NH3

Tercer paso: Escribir el estado de agregación de las sustancias; en este caso, se trata de gases.

N2 (g) + 3 H2 (g) 8 3 NH3 (g)

Escribimos una ecuación química

3 Representación de una reacción química


1 Utilizando los pasos del ejemplo, escribe la ecuación química de estas reac-ciones:

a) Ecuación química:

b) Ecuación química:

HHH H

O

O

O

O O

HH

HH H

H

H H

OO

O O

+N

H

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Si no disponemos de la información de cuántas moléculas de cada sustancia reaccionan y se producen, debemos escribir los coeficientes estequiométricos, haciendo que el número de átomos de cada elemento sea igual en los reacti-vos y en los productos.

Para ello, puede ayudarnos realizar un dibujo de las moléculas que intervienen en la reacción.

Observa este ejemplo:

Primer paso: Dibujamos una molécula de cada una de las sustancias, reactivos y productos.

Segundo paso: Añadimos una molécula de agua, para así tener 4 átomos de hidrógeno en los productos.

Tercer paso: Añadimos una molécula de oxígeno, para así tener 4 átomos de oxígeno en los productos.

Cuarto paso: Comprobamos que tenemos el mismo número de átomos de cada elemento en reactivos y productos.

Reactivos Elemento Productos

1 ∙ 1 = 1 C 1 ∙ 1 = 1

1 ∙ 4 = 4 H 2 ∙ 2 = 4

2 ∙ 2 = 4 O 1 ∙ 2 + 2 ∙ 1 = 4


Ajustamos una ecuación química

+ +

CH4 + O2 CO2 + H2O

+ +

CH4 + O2 CO2 + 2 H2O

+ +

CH4 + 2 O2 CO2 + 2 H2O

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2 Ajusta las siguientes reacciones químicas utilizando la misma estrategia que en el ejemplo de la página anterior. En cada reacción te damos un coeficiente estequiométrico como ayuda.

a) 2 C2H2 + O2 8 4 CO2 + H2O

Comprueba tus resultados

2 ∙ 2 = 4 C 4 ∙ 1 = 4

H

O

b) Al + HCl 8 2 AlCl3 + H2


Cl

H

Al

c) 4 NH3 + O2 8 NO + H2O


N

O

H


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4 Leyes básicas de las reacciones químicas

En una reacción química ni se crea ni se destruye masa; por eso, la suma de las masas de los reactivos es igual a la suma de las masas de los productos.

Ley de la conservación de la masa

1 Utiliza la ley de conservación de la masa para calcular la masa del reactivo o del producto que falta en estas reacciones químicas:

a) Reacción de hidrógeno y nitrógeno:

3 H2 + N2 8 2 NH3

Masa de reactivos (g) Masa de productos (g)

H2 N2 NH3

6,06 28,02

b) Combustión del metano:

CH4 + 2 O2 8 2 H2O + CO2


CH4 O2 H2O CO2

16,05 36,04 44,01

c) Combustión del butano:

2 C4H10 + 13 O2 8 10 H2O + 8 CO2


C4H10 O2 H2O CO2

116,28 416,00 180,20

d) Reacción de cloro y hierro:

3 Cl2 + 2 Fe 8 2 FeCl3


Cl2 Fe FeCl3

212,7 111,7

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4 Leyes básicas de las reacciones químicas

Las masas de los reactivos que reaccionan en una reacción, y las de los pro-ductos que se forman, tienen entre sí siempre la misma proporción.

Ejemplo resuelto

Calcula la masa de nitrógeno (N2) que es necesaria para que reaccionen com-pletamente 12,12 g de hidrógeno (H2) en la siguiente reacción:

3 H2 + N2 8 2 NH3

Masa de reactivos (g) Masa de productos (g)H2 N2 NH3

6,06 28,02 34,08

A partir de la proporción en la que reaccionan hidrógeno y nitrógeno, podre-mos calcular la masa de nitrógeno que reaccionará con 12,12 g de hidrógeno. Para ello, escribimos la siguiente proporción:

g, g N

g Hg N

, ,Hx28 02

6 06 12 022

2

2

2=

Si despejamos x, tenemos:

, g H , g H, g N

, g Nx 12 02 6 0628 02

56 0422

22$= =

Ley de las proporciones definidas


2 Calcula la cantidad de amoniaco (NH3) que se forma a partir de los 12,12 g de hidrógeno del ejemplo resuelto.

8,,

, ...................x

xg Hg NH

g Hg N

6 0634 08

12 022

3

2

2= =

3 A partir de los datos de la tabla, calcula la cantidad de agua (H2O) que se forma a partir de 150 g de C8H18.

Masa de C8H18 Masa de O2 Masa de CO2 Masa de H2O

100 g 351 g 209 g 142 g

8 ...................x

xg C Hg H O

g C Hg H O

100142

1508 18

2

8 18

2= =

4 Comprueba que se cumple la ley de conservación de la masa en el ejercicio anterior:

• Masa de reactivos: ................................................................................................................

• Masa de productos: .............................................................................................................

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212 212



5 Las reacciones químicas y la sociedad

Niebla fotoquímica

Como resultado de la quema de combustible en motores y calderas, se generan una serie de sustancias gaseosas, como los óxidos de nitrógeno (NOx), que reaccionan entre sí y con otros componentes, formando la denominada niebla fotoquímica, que está causando graves problemas ambientales en grandes ciudades. La reducción de las emisiones contaminantes resulta crucial, pues, además de tratarse de un problema ambiental, afecta negativamente a la salud de muchas personas.

Lluvia ácida

La lluvia ácida se origina cuando gases pro-cedentes de emisiones de óxidos de azufre (SO2) y óxidos de nitrógeno (NOx) reaccio-nan con el vapor de agua atmosférico for-mando ácidos corrosivos, como el ácido sul-fúrico (H2SO4) y el nítrico (HNO3). Cuando este agua precipita en forma de lluvia, deno-minada lluvia ácida, causa:

• Acidificación de bosques, ríos y lagos, que afecta nocivamente a la flora y la fauna que vive en ellos.

• Destrucción de fachadas y esculturas.

Acumulación de plásticos en los océanos

El uso de los polímeros sintéticos, y en con-creto de los plásticos, se ha extendido de forma muy acusada en los últimos 50 años. La mayoría de los productos que adquirimos, además de llevarlos en su composición, tam-bién los presentan en sus embalajes. La vida de estos productos es limitada, pero el mate-rial del que están hechos difícilmente es de-gradado de forma natural. Como resultado, muchos de ellos están llegando a los océa-nos, donde se acumulan y perjudican a los organismos oceánicos.

Algunos problemas ambientales relevantes

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Área fotocopiableADAPTACIÓN CURRICULAR


5 Las reaccciones químicas y la sociedad


1 Busca información y utilízala para definir los siguientes términos:

a) Emisiones

b) Corrosivo

c) Acidificación

d) Degradar

e) Fotoquímica

2 Explica qué es la niebla fotoquímica. Utiliza para ello las siguientes palabras: combustibles, óxidos de nitrógeno, fotoquímico, problema ambiental, salud, ciudades.

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5 Las reaccciones químicas y la sociedad

El efecto invernadero anómalo

La atmósfera de la Tierra retiene parte de la ener-gía que el suelo emite al haber sido calentado por la luz solar y deja pasar el resto. Este fenómeno, conocido como efecto invernadero, mantiene la temperatura de nuestro planeta dentro de unos límites aceptables para la vida.

La reducción de la capa de ozono

En las capas altas de la atmósfera, entre los 25 y 35 km de altitud, se encuentra un gas, el ozono, O3, que absorbe la mayor parte de la radiación ultravioleta (UV) que nos llega del espacio exte-rior. Esta radiación provoca en los seres humanos graves afecciones.

Pero algunos gases, como los CFC (clorofluoro-carbonos) presentes en muchos sprays y siste-mas de refrigeración, provocan la destrucción del ozono, lo que ha producido el fenómeno conoci-do como agujero de la capa de ozono.

Otros problemas medioambientales


3 Explica, con unas palabras diferentes a las empleadas en esta página, lo si-guiente:

a) Efecto invernadero anómalo.

b) Reducción de la capa de ozono.

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1 Las fuerzas y sus efectos

2 Fuerzas en la naturaleza

es toda causa que tiene como efecto

FUERZA

DEFORMACIONES CAMBIOS EN ESTADO EN MOVIMIENTO

según su comportamiento, los cuerpos pueden ser puede ser

RÍGIDOS ELÁSTICOS PLÁSTICOS

si si si

no se deforman

recuperan la forma al cesar la fuerza

quedan permanentemente

deformados

cuerpo en movimiento que

comienza a ir más rápido, o más despacio o curvar

cuerpo en reposo que comienza a

moverse

¿Qué es una fuerza?


1 A partir del esquema anterior, define:

a) Fuerza.

b) Cuerpo rígido.

c) Cuerpo elástico.

d) Cuerpo plástico.

e) Cambios en el estado de movimiento.

2 Indica si los siguientes cuerpos y materiales son rígidos (R), elásticos (E) o plásticos (P):

a) Madera. ............................... b) Plastilina. ................. c) Muelle. .............................

d) Goma del pelo. ................. e) Acero. ....................... f) Masa de pizza. ...............

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1 Une los conceptos y definiciones siguientes:

Sistema de referencia

Distancia, sobre la trayectoria, entre dos posiciones.

PosiciónEspacio recorrido por un móvil por unidad de tiempo.

TrayectoriaLugar que ocupa un cuerpo en un momento determinado, respecto al origen del sistema de referencia.

Espacio recorrido

Un punto del espacio, junto con el modo de localizar un cuerpo respecto a él.

Rapidez mediaLínea que resulta de unir las sucesivas posicio-nes que ocupa un móvil durante el movimiento.

2 Si un vehículo pasa de la posición 9 km a la posición 90 km en 75 minutos, ¿cuál es la rapidez media en este trayecto? Exprésala en km/h y en m/s.


Para poder hablar de que un objeto se mue-ve, o está en reposo, hay que decir respecto de qué. Para ello, se elije un punto como re-ferencia, y se describe el comportamiento del móvil respecto de ese punto.

Un sistema de referencia muy utilizado es aquel cuyo origen es el punto de partida, quedando definida la posición en cada mo-mento por la distancia, medida sobre la tra-yectoria, entre el origen y el lugar en que se encuentra el móvil.

Se define la rapidez media de un movimiento como el espacio recorrido, medido sobre la trayectoria, por unidad de tiempo. Matemática-mente, se calcula dividiendo el espacio recorri-do entre el tiempo que se invierte en recorrerlo:

v te

m =

Movimiento y reposo

2 Estudio del movimiento

Akm9

Bkm10

Posición

Trayectoria

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En general, un movimiento en el que la rapidez se mantiene constante recibe el nombre de movimiento uniforme. En estos movimientos se recorren espacios iguales en intervalos de tiempos iguales. Las gráficas correspondientes son las siguientes:

Gráficas e-t y v-t del m.r.u.

3 Gráficas del movimiento


1 En la siguiente tabla se recogen los datos de espacio recorrido por un cuerpo en función del tiempo. Represéntalos en una gráfica con el espacio en el eje de ordenadas (eje Y ) y el tiempo en el de abscisas (eje X) e indica si se trata de un movimiento uniforme.

Espacio recorrido (m)

Tiempo empleado (s)

0 0

10 1

20 2

40 3

50 4

55 5

60 6

2 En la siguiente gráfica se representa el espacio en función del tiempo para dos vehículos que se desplazan con movimiento uniforme. Calcula la rapidez media de cada vehículo, e indica cuál se mueve más rápido.

Ot (s)

v

v (m/s)

t

e = v · (t – t0) > 0

O

e

t t (s)

e (m)

O 1

6

5

4

3

2

1

2 3 t (s)

e (m)

O t (s)

e (m)

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1 Si un muelle se estira 5 cm al colgarle un peso de 40 N, ¿cuánto vale su cons-tante elástica, expresada en el SI?

2 Rellena la siguiente tabla, considerando que el muelle utilizado es el del ejerci-cio anterior, y representa la gráfica de la fuerza (en N) en función de la defor-mación (en m).

F (N) Dl (m) Dl (cm)

20

0,05

7,5

80

12,5

La deformación que experimenta un sistema elástico es proporcional a la fuerza que se ejerce sobre él. En lenguaje matemático: F = k · Δl = k · (l – l0). En esta expresión, «k» es una constante que depende del sistema elástico, que recibe el nombre de constante elástica.

Así, si a un muelle se le cuelga el doble de masa, se deformará el doble:

Esta propiedad de los muelles se utiliza para la fabricación de dinamómetros, instrumentos que se utilizan para medir fuerzas. Las fuerzas, en el SI, se miden en newton (N).

Las fuerzas causan deformaciones

4 Deformaciones elásticas. Ley de Hooke

Dl12 · Dl1

2 · m

m

F1

P1

P2

F1 = k · Dl1

F2 = k · Dl2 = k · 2 · Dl1

F2 = 2 · F1F2

F (N)

Dl (· 10–3 m)0

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5 Fuerzas cotidianas

Las fuerzas, según la necesidad de contacto para ejercerlas, se clasifican en:

• Fuerzas por contacto: cuando hay necesidad de contacto entre los cuerpos para ejercerlas.

• Fuerzas a distancia: cuando no es necesario que haya contacto entre los cuerpos.

Dos de las fuerzas con las que convives en tu día a día son:

• Rozamiento. Es una fuerza por contacto que aparece cuando deslizamos, o intentamos deslizar, dos superficies. Su intensidad depende de la presión entre las superficies, y siempre se opone al movimiento.

• Peso. El peso de un cuerpo es la fuerza con la que la Tierra lo atrae, por in-teracción gravitatoria. Se trata de una fuerza a distancia, responsable, por ejemplo, de que los cuerpos caigan hacia el suelo.

Para calcular el peso de un cuerpo basta con multiplicar su masa por la aceleración de la gravedad (P = m · g), que en la superficie de la Tierra toma el valor g = 9,8 m/s2.

Clasificamos las fuerzas

1 ¿Por qué la fuerza de rozamiento actúa por contacto, y el peso a distancia?

2 A partir de la siguiente imagen, explica a qué se debe la fuerza de rozamiento:

3 La fuerza de rozamiento, ¿siempre tiene consecuencias negativas?

4 Una persona de 70 kg, ¿cuánto pesa en la superficie de la Tierra? ¿Y en la de la Luna, si la aceleración de la gravedad en su superficie es la sexta parte que en la de la Tierra?

F

FR

23

Área fotocopiable

220



La fuerza gravitatoria, responsable del peso de los cuerpos, también lo es de que algunos astros describan órbitas cerradas alrededor de otros. No se trata de una fuerza exclusiva de la Tierra. Así, en el universo podemos encontrar, entre otros:

• Galaxias. Conjuntos de estrellas que giran alrededor del centro de la galaxia.

• Estrellas. Componentes de las galaxias; pueden tener planetas orbitando a su alrededor.

• Sistemas planetarios. Conjunto de astros que orbitan una estrella.

• Satélites. Astros que orbitan alrededor de un planeta.

El sistema planetario en el que se encuentra la Tierra es el Sistema Solar.

Las distancias en el universo son muy grandes. Se definen unidades de longi-tud para trabajar con ellas:

• Unidad astronómica (UA). Es la distancia media Tierra-Sol, igual a 150 000 000 km.

• Año luz. Se define como la distancia que recorre la luz en un año.

Agrupaciones en el universo

6 La gravitación en el universo


1 Busca información sobre el tipo de componente del universo que correspon-de a cada uno de los nombres siguientes:

M-31Ceres

GanímedesNeptuno

Vía LácteaPolarisHalley

2 La luz viaja en el vacío a una rapidez de 300 000 km/s. Teniendo esto en cuenta, ¿a cuántos km equivale un año luz? ¿A cuántas UA?

3 Un astro se encuentra a 50 000 UA de la Tierra. ¿Cuánto tardará la luz en llegarnos desde él?

24

Área fotocopiable

221

Electrización de la materia

3 Electricidad y magnetismo

1

PLAN LECTOR



1 Completa la siguiente frase: «Se habla de ................................. cuando la mate-

ria adquiere propiedades ................................. . Se debe a la ................................. o

redistribución de ................................., y se puede producir por .................................,

por ................................. y por ................................. . En el primer caso, los cuerpos

quedan ................................. con signo contrario, y en el segundo, con el mismo

.............................. . En el tercero se produce una ................................. de electrones».

2 Indica a qué tipo de electrización corresponden estas afirmaciones:

a) No es necesario el contacto entre cuerpos: ...............................................................

b) Los cuerpos contactan, pero sin frotarlos: ...............................................................

c) Los cuerpos quedan electrizados con signos contrarios: .......................................

La electrización de la materia es el fenómeno por el cual un cuerpo adquiere pro-piedades eléctricas. Debido a ellas, atrae o repele a otros cuerpos electrizados.

Se debe a la transferencia de electrones de un cuerpo a otro, o a una redistri-bución de electrones en el interior de uno de ellos. Dos objetos electrizados con el mismo signo se repelen, y si lo están con signo contrario, se atraen.

La materia se puede electrizar de tres formas:

Concepto de electrización: tipos

Al frotar dos cuerpos, uno que-da electrizado positivamente, y el otro, negativamente.

Frotamiento

Al tocar una bola metálica con un cuerpo electrizado, ambos se electrizan con el mismo signo.

Contacto

Al acercar un cuerpo electriza-do a una bola metálica, se redis-tribuyen los electrones de esta.

Inducción

25

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1 Escribe el símbolo del átomo o ión que se forma cuando…

a) Un átomo de magnesio pierde dos electrones: .........................................................

b) El ión Fe3+ gana un electrón: .......................................................................................

c) El ión O2– pierde dos electrones: ..................................................................................

d) Un átomo de azufre gana dos electrones: ..................................................................

2 Define, con tus palabras, el concepto de carga neta.

3 En la imagen, indica las partes del electroscopio y explica brevemente cómo funciona.

4 Para saber si un cuerpo está cargado, basta con tocar con él la esfera de un elec-troscopio. Indica si un cuerpo está cargado si al tocar con él un electroscopio…

a) … las varillas no se mueven. ..................................................................................................

b) … las varillas, que se encontraban separadas, se separan más. ..........................

c) … las varillas, que estaban separadas, se juntan. ........................................................


2 Carga eléctrica. Ley de conservación

Cuando un cuerpo gana electrones, queda con carga eléctrica negativa, y si los pierde, con positiva. En el SI, la carga se expresa en culombios (C).

Si un cuerpo tiene el mismo número de electrones que de protones, su carga neta es cero. Cuando gana un electrón, se dice que tiene carga neta –1 (por ejemplo, el ión Cl–); si gana dos electrones, su carga neta es –2 (por ejemplo, S2–), y así sucesivamente. Si los pierde, la carga neta será positiva, tanto mayor cuanto mayor sea el número de electrones que pierda (por ejemplo, Na+, o Fe2+).

La carga neta se conserva. Por tanto, si un cuerpo adquiere carga positiva es porque otro, u otros, la han adquirido negativa en la misma cantidad.

La carga eléctrica se conserva

1

3

5

2

4

26

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La ley de Coulomb establece que dos cuerpos con carga eléctrica se atraen o se repelen con una fuerza que es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa. Matemáticamente:

F Kd

Q q2$$

=

La constante K depende del medio en el que se encuentren los cuerpos carga-dos (no es lo mismo, por ejemplo, en aire que en agua) y la distancia siempre se mide desde el centro de los cuerpos.

Significado y expresión de la ley de Coulomb

3 Ley de Coulomb


1 Representa las fuerzas que se ejercen entre las siguientes esferas cargadas:

I. II.

III. IV.

V. VI.

2 Repasa los múltiplos y submúltiplos y expresa las siguientes cargas en el SI de unidades:

a) 2 mC: ......................................................................................................................................

b) 3 nC: ........................................................................................................................................

c) 7 µC: ........................................................................................................................................

3 Calcula la fuerza con la que interaccionan dos cargas de 1 C que se encuen-tran a 1 m de distancia: a) en aire; b) en agua (busca en tu libro los valores de K para estos medios).

Q = 0 q > 0 Q < 0 q > 0

Q = 0 q = 0 Q > 0 q > 0

Q > 0 q = 0 Q = 0 q < 0

27

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1 Las siguientes imágenes representan las dos fases de formación de un rayo nube-tierra. Escribe, a la derecha de cada una, lo que representan.

.................................................................

.................................................................

.................................................................

.................................................................

.................................................................

.................................................................

.................................................................

.................................................................

2 Sabiendo que en la formación de un rayo la nube queda cargada por la fricción entre cristales de hielo que se mueven en el interior de la nube debido a las corrientes de aire, ¿qué tipos de electrización intervienen desde que empieza el fenómeno hasta que se produce el rayo?

3 Para describir un rayo se habla del relámpago y del trueno. ¿A qué nos referi-mos con cada uno de estos términos?

A veces, al tocar objetos o a otras personas, o al poner en contacto unos obje-tos con otros, se producen «chispazos» de mayor o menor intensidad: se trata de fenómenos electrostáticos.

Una de las descargas electrostáticas naturales de mayor intensidad es el rayo. Su naturaleza eléctrica fue demostrada por Benjamin Franklin, quien encontró la forma de esquivar su potencial destructor ideando el pararrayos.

Las descargas electrostáticas

4 La electrostática en nuestro entorno

a)

b)

28

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El magnetismo es la propiedad que presentan ciertos materiales, que denomi-namos imanes, de atraer determinados metales, como el hierro y sus aleacio-nes. Se trata de una interacción a distancia.

Un imán tiene dos polos, que denominamos polos magnéticos norte y sur y no se pueden separar. Es en los polos donde la atracción es más intensa, y entre ellos se encuentra la zona neutra, en la que la atracción es nula.

Los polos del mismo tipo se repelen, y los de distinto tipo se atraen.

Según su origen, los imanes se clasifican en naturales y artificiales, y según la duración de las propiedades magnéticas, en temporales y permanentes.

Concepto de magnetismo. Tipos de imanes

5 Magnetismo e imanes. Polos magnéticos


1 Busca en tu libro e indica otros dos metales, aparte del hierro, que son atraí-dos por los imanes.

2 ¿Qué significa que el magnetismo es una interacción a distancia?

3 Representa las fuerzas que actúan sobre los siguientes imanes, e indica si se trata de fuerzas de atracción o de repulsión.

4 Indica lo que representa la siguiente imagen.

5 ¿Qué dos criterios de clasificación se han utilizado para clasificar los imanes?

SN

N S N S

N

Zona neutra

Polo magnético norte Polo magnético sur

S

S N SNS N SN N S NSN S NS N S N SN S N S

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6 Del magnetismo al electromagnetismo

Las agujas imantadas se orientan en la dirección norte-sur, lo que hizo pensar que la Tierra se comporta como un gran imán natural. Esto es la base del fun-cionamiento de las brújulas.

La electricidad y el magnetismo, aunque en principio se estudiaron como fe-nómenos de diferente naturaleza, resultaron estar muy relacionados:

• En 1820, Oersted comprobó que cuando se acerca una aguja imantada a un hilo por el que circula una corriente eléctrica, la aguja se orienta perpendicu-larmente al hilo.

• En 1831, Faraday comprobó que cuando se mueve un imán dentro de una espira (hilo conductor cerrado), en esta aparece una corriente eléctrica. Esta corriente recibe el nombre de «corriente inducida», y el fenómeno se conoce como inducción electromagnética.

• En 1873, Maxwell unificó los fenómenos eléctricos y magnéticos bajo una misma teoría: el electromagnetismo.

La electricidad y el magnetismo están relacionados

1 Sabiendo que el polo norte magnético de la aguja imanta-da de una brújula se orienta hacia el polo norte geográfico de la Tierra, rotula la siguiente imagen indicando la dispo-sición de los polos magnéticos de las agujas imantadas, y de los polos geográficos y magnéticos de la Tierra.

2 Debajo de cada imagen, escribe una frase explicativa e in-dica el fenómeno con el que se relaciona:

.................................................................

.................................................................

.................................................................

.................................................................

.................................................................

.................................................................

Corriente

A

I

NS

N

S

a) b)

30

227

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1 Corriente eléctrica

4 Circuitos eléctricos

Se denomina corriente eléctrica al desplazamiento conjunto y ordenado de cargas eléctricas. La corriente eléctrica puede ser continua o alterna:

• Corriente continua es aquella en la que las cargas se desplazan siempre en el mismo sentido.

• Corriente alterna es aquella en la que las partículas cargadas cambian suce-sivamente el sentido de desplazamiento.

Según sus propiedades eléctricas, los materiales se clasifican en:

• Conductores. Conducen la corriente eléctrica.

• Aislantes. No conducen la corriente eléctrica.

• Semiconductores. Conducen la corriente eléctrica solo en determinadas condiciones de, por ejemplo, temperatura o iluminación.

Qué es la corriente eléctrica y qué materiales la conducen


1 Escribe las definiciones de:

a) Corriente eléctrica. ............................................................................................................

b) Corriente continua. ............................................................................................................

c) Corriente alterna. ............................................................................................................

2 Explica por qué en la imagen de la izquierda la bombilla está encendida, y en la de la derecha no.

3 Propón dos ejemplos de materiales conductores, dos de materiales aislantes y dos de semiconductores:

a) Conductores: ........................................................................................................................

b) Aislantes: ...............................................................................................................................

c) Semiconductores: ..............................................................................................................

31

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1 Completa las siguientes frases:

a) Un ............................. que transforma energía química en ............................. se

denomina ............................. .

b) Los generadores ............................. transforman energía mecánica en energía

............................. .

c) La energía solar se ............................. en energía ............................. en los gene-

radores ............................. .

2 Indica de qué tipo son los siguientes generadores:

............................................ ............................................ ............................................ ............................................

3 ¿Cuál es la fem de las siguientes pilas?

........................................................... ........................................................... ...........................................................


Según el modo en que la generan, existen tres tipos de generadores de co-rriente eléctrica:

• Mecánicos: transforman energía mecánica en energía eléctrica.

• Fotovoltaicos: transforman energía solar en eléctrica.

• Químicos: transforman energía química en eléctrica.

Los generadores se caracterizan por su fuerza electromotriz, que se define como la energía que el generador suministra a cada unidad de carga que cir-cula por el conductor, y en el SI de unidades se expresa en voltios (V):

(V)(C)

í (J)carg

femenerg a

a=

Tipos de generadores. La fuerza electromotriz, fem

2 Generadores de corriente eléctrica

228

a)

a)

b)

b)

c)

c)

d)

32

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Un circuito eléctrico es un conjunto de componentes eléctricos unidos entre sí por materiales conductores. Consta de los siguientes elementos:

• Generador. Suministra energía para que exista corriente eléctrica.

• Conductores. Unen los elementos del circuito.

• Receptores. Transforman la energía eléctrica de la corriente.

• Elementos de control. Controlan el paso de la corriente eléctrica.

• Elementos de protección. Protegen el circuito de subidas excesivas de co-rriente.

Cada uno de estos elementos se representa por su símbolo eléctrico. El es-quema eléctrico del circuito eléctrico elemental es:

Elementos y representación de un circuito eléctrico

3 Circuito eléctrico


1 Completa la siguiente tabla, con los elementos y símbolos del circuito eléctrico elemental.

Tipo de elemento Elemento del circuito Símbolo del esquema

Generador Pila

Conductores

Receptores

Elementos de control

Elementos de protección

2 En el circuito representado en el esquema eléctrico, ¿luciría la bombilla? ¿Qué habría que hacer para que luciera? ¿Qué símbolo del esquema tendría-mos que cambiar?; ¿cuál se debería utilizar?

+ –

+ –

33

Área fotocopiable




4 Magnitudes eléctricas. Ley de Ohm

Las magnitudes físicas que se utilizan para el estudio de los circuitos eléctricos son tres:

• Intensidad de corriente. Es la carga que atraviesa el circuito en cada unidad de tiempo. Se representa por I, y en el SI se expresa en amperios (A).

• Diferencia de potencial, o voltaje. Es la energía que se consume (transforma) cuando por el circuito circula la unidad de carga. Se representa por V, y en el SI se expresa en voltios (V).

• Resistencia eléctrica. Indica la oposición que ofrece un material al paso de la corriente eléctrica. Se representa por R, y en el SI se expresa en ohmios (Ω).

Estas tres magnitudes están relacionadas por la ley de Ohm, que establece que la intensidad de corriente que circula por un componente del circuito es directamente proporcional a la diferencia de potencial entre sus extremos, e inversamente proporcional a su resistencia eléctrica. Matemáticamente:

I RV

=

Relación entre las magnitudes eléctricas

1 El siguiente mapa conceptual contiene algunos errores. Identifícalos y elabo-ra uno correcto.

2 Indica a qué magnitud eléctrica se refieren las siguientes afirmaciones:

a) Su unidad en el SI es la misma que la de la fuerza electromotriz. ....................

b) En general, toma valores elevados para los materiales aislantes, y peque-ños para los materiales conductores. .........................................................................

c) Como el amperio es una unidad muy grande, se utilizan submúltiplos, como el miliamperio o el microamperio. ...................................................................

3 Una bombilla de linterna tiene una resistencia de 8,5 Ω. Si se conecta a una pila de petaca de 4,5 V, ¿qué intensidad de corriente la recorre?

relacionadas por

es

es

MAGNITUDES ELÉCTRICAS

CARGA

LEY DE NEWTON establece

I = R/V

ResistenciasonVoltaje

Energía Tiempo

INTENSIDADpor unidad de por unidad de

34

Área fotocopiable



Medida de V, I y R

5 Medida de magnitudes eléctricas


1 Justifica si en los siguientes circuitos los voltímetros y amperímetros están bien conectados.

......................................................................................... .........................................................................................

......................................................................................... .........................................................................................

2 Por una resistencia de un circuito circula una intensidad de corriente de 0,5 A. Si entre sus extremos se mide un voltaje de 4 V, ¿cuál es el valor de la resisten-cia? Representa el código de colores, si su tolerancia es del 2 %.

V

e+ –

A

V

e+ –

A

AV

e+ –

A

V

e+ –

a)

c)

b)

d)

• El primero indica la primera cifra del valor de la resis-tencia, en ohmios.

• El segundo indica la segunda cifra del valor, en ohmios.

• El tercer anillo, denominado multiplicador, indica el número de ceros que hay que añadir a las cifras ante-riores para obtener el valor de la resistencia.

• El cuarto indica la tolerancia (error): rojo significa un 2 %; oro, un 5 %; plata, un 10 %, y si no lleva, un 20 %.

El voltaje entre dos puntos de un circuito se mide con el voltímetro, que siempre se ha de conectar en paralelo al elemento del circuito del que se quiera obtener la medida.

La intensidad de corriente que circula por un elemento del circuito se mide con el amperímetro, que siempre se ha de conectar en serie con el elemento para el que se quiera realizar la medida.

La resistencia eléctrica de un elemento del circuito se suele medir de forma indirecta: se mide el voltaje entre sus extremos y la intensidad de corriente que lo recorre, y luego se divide el primero entre la segunda (ley de Ohm).

A veces no es necesario medirlas. Las resistencias comerciales vienen marcadas con anillos de colores que permiten determinar el valor de su resistencia eléctrica:

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Negro

Amarillo

Marrón

Verde

Rojo

Azul

Gris

Naranja

Violeta

Blanco

= 22 kΩ

Banda 1

Banda 2

Multiplicador

Tolerancia

= 1,5 kΩ

35

Área fotocopiable

232



6 Asociación de elementos de un circuito

Asociación de resistencias

a) En serie. Cuando conectamos dos resistencias en serie, por ambas circula la misma intensidad, y el efecto es el mismo que si solo hubiera una, llamada resistencia equivalente, cuyo valor es la suma de los valores de las resistencias individuales.

R R RE 1 2= +

b) En paralelo. Cuando conectamos dos resistencias en pa-ralelo, ambas están a la misma diferencia de potencial, y el inverso del valor de la resistencia equivalente es igual a la suma de los inversos de las resistencias individuales.

R R R1 1 1

E 1 2= +

Asociación de generadores

a) En serie. Si se conectan dos o más generadores en serie, la fem del generador equivalente es la suma de las fem de los generadores individuales:

E 1 2e ee +=

b) En paralelo. Cuando se conectan varios generadores en paralelo, todos han de tener la misma fem, y la del equi-valente es también la misma:

Ee e=

Asociación en serie y en paralelo

+

–

+

–

R1

R2

RE

A B

C

A

CB

I

I

e1 e2

+ –

eE = e1

+ e2+ –

+ –

+

–

+

–

R1 R2

RE

A

B

A

B

I

I1 I2

I

e eA

A

B

B

l

l

l1 l2

+

–

+

–e

E = e

+

–


1 Calcula la resistencia equivalente y la fem del generador equivalente en los siguientes circuitos, sabiendo que R1 = 10 Ω, R2 = 5 Ω, e1 = 9 V y e2 = 12 V. A partir de estos valores, calcula la intensidad que circula por cada resistencia individual.

+– +–

R1 R2

I

e1 e2 +

–

+

–R1 R2

I

e1 e2

a) b)

36

Área fotocopiableADAPTACIÓN CURRICULAR


El diodo es un componente electrónico que solo deja que la corriente eléctrica circule en un sentido pero no en el otro. Su símbolo eléctrico es:

Cuando el ánodo se encuentra a más potencial que el cátodo, se comporta como un interruptor cerrado y deja pasar la corriente. Por el contrario, cuando el potencial del ánodo es menor que el del cátodo, se comporta como un inte-rruptor abierto y la corriente no circula.

Comportamiento del diodo

7 Componentes electrónicos. Diodo


1 En los siguientes circuitos, sustituye los diodos por interruptores abiertos o cerra-dos, según corresponda. Indica, en cada caso, las bombillas que lucen y las que no.

..............................................................................................

..............................................................................................

..............................................................................................

..............................................................................................

..............................................................................................

..............................................................................................

..............................................................................................

..............................................................................................

..............................................................................................

..............................................................................................

..............................................................................................

..............................................................................................

233

e+ –

e+ –

a) b)

e+ –

e+ –

c) d)

–

+

+

–

Sentido de bloqueo

Sentido de paso

Ánodo (A) Cátodo (K)

37

Área fotocopiable

Área fotocopiable

234

1



Las fuentes de energía

5 La energía

La energía es la capacidad para producir cambios. La transformación de ener-gía para su aprovechamiento se hace a partir de las fuentes de energía.

LAS FUENTES DE ENERGÍA

son pueden ser

para obtener

normalmente esta se transforma en energía

RECURSOS

TÉRMICA

MATERIAS PRIMAS

ELÉCTRICA

ENERGÍA PRIMARIA

RENOVABLESNO RENOVABLES

CARBÓN

PETRÓLEO

GAS NATURAL

ENERGÍA NUCLEAR

HIDRÁULICA

EÓLICA

SOLAR

MARINA

GEOTÉRMICA

Qué es la energía. De dónde la obtenemos

Completa las frases y resume1 Completa las palabras que faltan en esta frase:

Los ................................ y materias primas que utilizamos para obtener energía

.............................. y transformarla en energía ................................ o ................................

eléctrica se denominan ................................ de ................................ .

2 Completa la tabla con algún inconveniente de estas fuentes de energía no renovables:

Fuente de energía

Energía obtenida

Procede de... Ventajas Inconvenientes

Carbón TérmicaLa descomposición de

plantas y microorganismos enterrados durante

millones de años

La energía que se obtiene llega a todos los lugares donde se necesita y da respuesta a las

necesidades de nuestra sociedad.

Son recursos limitados que

acabarán ................................ .

Generan problemas de ..

......................................... .

Petróleo Térmica

Gas natural Térmica

Nuclear Térmica Combustibles nuclearesSu producción es continua, y con poco combustible se

obtiene mucha energía

Generan residuos

............................... . Se pueden

producir ............... ................. .

3 Relaciona cada fuente de energía renovable con sus ventajas e inconvenientes:

Materiales necesarios asequibles Energía limpia Útil para dar electricidad a viviendas aisladas

Eólica Hidráulica Geotérmica Solar

Pueden causar gran impacto ambiental

Solo se puede usar en lugares concretos del planeta

Se necesita silicio para la construcción de placas fotovoltaicas, que es un recurso limitado

38

Área fotocopiable

Área fotocopiable



La energía eléctrica, E, es la energía que transportan las cargas que se mueven por un circuito. Se calcula a partir de la diferencia de potencial, V, la intensidad de la corriente, I y el tiempo, t:

E = V · I · t

La potencia eléctrica, P, es la energía que se pone en juego en un período de tiempo determinado. Se calcula así:

P = V · I

Teniendo en cuenta las dos expresiones anteriores de la energía y la potencia eléctricas, se puede concluir que:

8E P t P tE

$= =

Tal y como corresponde a la definición de potencia eléctrica.

Relación entre la energía y la potencia eléctricas

4 Energía y potencia eléctricas


1 En el SI, la energía se mide en julios (J), la diferencia de potencial en voltios (V), la intensidad de corriente en amperios (A) y el tiempo en segundos (s). Sabemos que la intensidad de corriente se obtiene dividiendo la carga eléctrica entre el tiempo; por tanto, la unidad de intensidad de corriente se relaciona con la unidad de carga eléctrica (culombio, C) dividiendo esta últi-ma entre la unidad de tiempo. A partir de esta información, indica cuál es la relación entre un julio, un culombio y un voltio.

2 Un electrodoméstico es atravesado por una corriente de 0,25 A cuando se conecta a la red doméstica existente en nuestro país:

a) Calcula la potencia eléctrica del electrodoméstico.

b) Si permanece conectado y en funcionamiento durante una hora, ¿qué energía eléctrica ha consumido?

39

Área fotocopiableÁrea fotocopiable




1 Observa el esquema e indica por qué son necesarias las subestaciones de transformación y de distribución.

2 La energía eléctrica que se transforma en energía térmica mediante calor, Q, correspondiente a un conductor de resistencia eléctrica R que es atravesado por una intensidad de corriente eléctrica I durante un tiempo t, se calcula de acuerdo con la siguiente expresión:

Q = I 2 ∙ R ∙ t

Calcula el valor que corresponde a la energía eléctrica disipada en forma de calor si:

I = 25 mA ; R = 3 kZ ; t = 24 h

No es posible transportar toda la energía eléctrica producida en una central eléctrica sin que haya pérdidas. Parte de la energía se pierde en forma de ca-lor. Cuanto mayor es la intensidad de la corriente, mayores son las pérdidas de energía. Para hacer que estas pérdidas sean lo menores posible, se aumenta la tensión, V, hasta 400 kV; por eso, los elementos de soporte de los cables se llaman torres de alta tensión.

Elementos y tensiones de la red eléctrica

5 Transporte y distribución de energía eléctrica

Centralesde generación

Red de transporte,220 kV y 400 kV

Subestaciónde transformación

Subestaciónde distribución

Redde distribución,

≤ 132 kV

Redde distribución

Centrode control eléctrico

Consumodoméstico, 220 V

Consumo industrial,de 12,5 kV a 132 kV

40

el conocimiento científicoiesviadelaplata.centros.educa.jcyl.es/sitio/upload/...si la...

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