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SECRETARIA DE EDUCACION MUNICIPAL INSTITUCION EDUCATIVA TECNICO INDUSTRIAL

“JOSÉ MARÍA CARBONELL” ¨ESTUDIANTE CARBONELIANO BUEN CIUDADANO¨

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS NATURALES Y EDUCACION AMBIENTAL GUIA No.4- DOCENTE: Lic. ASTRID HURTADO DIAZ Niveles: DIFERENCIAL Y DISCIPLINAR GRADO 7- NOMBRE____________________________________________ PERIODO: CUARTO TIEMPO DE ELABORACION: 2 SEMANAS COMPETENCIAS: Interpreta situaciones, establece condiciones, plantea argumentos y valora el trabajo en ciencias. A.H.D.

EJE ARTICULADOR: - Compara sólidos, líquidos y gases, teniendo en cuenta el movimiento de sus moléculas y las fuerzas electrostáticas

EJE CURRICULAR: Énfasis en procesos Físicos.

ESTÁNDAR DE COMPETENCIA: -Establezco relaciones entre las características macroscópicas y microscópicas de la materia y las propiedades físicas y químicas de las sustancias que la constituyen. ESTÁNDAR DE CONTENIDO: –Construcción de explicaciones y predicciones en situaciones cotidianas, novedosas y ambientales. ESTÁNDAR DE PROCESOS:- Validación a través del trabajo experimental, de las explicaciones y predicciones

construidas. – Manejo conocimientos propios de las ciencias naturales.

UNIDAD No. 4 -Referente Físico. TEMAS: - Los Fluidos

NIVEL DE COMPETENCIA ME INFORMO PARA PARTICIPAR EN CLASE SOBRE TEMAS DE INTERÉS GENERAL EN CIENCIAS.

CONTENIDO NIVELES DE DESEMPEÑO

PROCEDIMENTAL Interpreta y analiza textos, gráficas, imágenes, mapas y esquemas ilustrativos. Realiza actividades manuales y colorea ilustraciones o imágenes, diagramas etc. Prepara y Argumenta sus exposiciones de manera clara y con responsabilidad.

COGNITIVO O CONCEPTUAL

o Comprueba mediante prácticas de laboratorio el uso de los sistemas de medida y las escalas de termométricas.

o Distingue cómo incide la fuerza y el área de aplicación a los diferentes cuerpos.

o Determina en forma práctica valores de peso que se ejercen sobre un cuerpo.

o Reconoce propiedades de gases. o Identifica las propiedades de un fluido y sus aplicaciones. o Reconoce el efecto de la gravedad sobre la presión interna. o Establece relaciones entre conceptos.

ACTITUDINAL Busca información en diferentes fuentes. Persiste en la búsqueda de respuestas a sus preguntas. Escucha activamente a sus compañer@s reconoce otros puntos de vista y los

compara con sus apreciaciones. Puede modificar lo que piensa ante argumentos más sólidos. Respeta las ideas y opiniones y posiciones de los demás. Valora y defiende los recursos naturales que lo rodean mediante la participación

en actividades ecológicas o pedagógicas.

EJES TEMÁTICOS

Taller de refuerzo y conceptos previos.

Lecturas: Los aerogeneradores. Los fluidos en el cuerpo

humano. La presión de los fluidos y el

cuerpo humano. La electrostática

Los fluidos en el cuerpo humano. Fuerzas de atracción Los gases y sus propiedades Viscosidad Aplicación de los fluidos Ejercicios de Aplicación. Actividades de experimentación

en clase.

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INTERDISCIPLINARIEDAD Español: Comprende textos científicos e informativos a partir de los cuales organiza en secuencia lógica la información de estos. Busca en el diccionario el vocabulario. Expone diversos temas en grupo. Matemáticas: Utiliza el lenguaje matemático para presentar, modelar y analizar alguna situación problémica. Registra la información en gráficos (de barras, tortas, etc.) Biología: Reconoce la necesidad del aire libre de contaminación para la subsistencia al permitir los procesos de intercambio gaseoso.

Tecnológico: Realicen una reflexión sobre el buen uso que se debe hacer de los avances tecnológicos. Ética y valores: Responsabilidad, respeto, disposición para el trabajo en clase, disciplina y buen comportamiento, presentación personal, presentación del aula de clase, sentido de pertenencia hacia la institución. Educación Artística: Creatividad en la realización de trabajos manuales contextualizando los temas vistos. Química y Física: Realiza descripciones teóricas de situaciones cotidianas que tienen implícitos los conceptos y las características de los fluidos y la temperatura.

INTRODUCCIÓN

TODOS LOS CUERPOS TERRESTRES VIVEN ENTRE FLUIDOS, LOS CUALES OCUPAN TODO EL ESPACIO. Muchos cuerpos flotan en el aire, como las aves, los insectos, entre otros, y muchos aparatos construidos por el ser humano, como los aviones, las cometas, etc. Las especies marinas, los seres humanos o muchos animales terrestres cuando nadan, y otros aparatos tecnológicos creados por el ser humano, como los submarinos, los barcos, entre otros, también se mueven sobre fluidos. Peros los gases y los líquidos también se mueven mediante los orificios o en el espacio libre. Podemos almacenar también los gases y transportarlos por tubos hasta sitios distantes donde pueden utilizarse para salvar una vida o para cocer comidas. El agua también puede ser almacenada para producir energía eléctrica o ser transportada para beberla purificada, para la higiene personal, para cocinar los alimentos, o para transformarla en miles de productos líquidos combinada con otras sustancias. El aire y el agua son tan importantes que sin ellos la vida no sería posible. El Sol se considera como la fuente más importante de calor para la vida del ser humano, los animales y las plantas, porque evapora las aguas, forma las nubes y produce las lluvias. Los bosques reflejan el 7% de la radiación solar. La nieve lo hace hasta en un 90%. Los desiertos, alrededor del 25%. Y el agua entre el 5% y el 70% dependiendo de la inclinación de los rayos del Sol. La energía solar es fundamental para la fotosíntesis. Mediante este proceso, las plantas utilizan dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O) para producir glucosa y el oxigeno que respiramos. Las ilustraciones te muestran fluidos:

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TEN ENCUENTA: 1. Analizar las preguntas antes de contestar. 2. Dar en forma clara y precisa las respuestas. 3. Te invito a que trabajes con entusiasmo en esta unidad y que alcances los estándares, los niveles de

desempeño y las competencias que te propongo en los ejes temáticos. 4. También debes ingresar al blog Ciencias Naturales y Educación Ambiental Lic.AHD y dejar tus

comentarios, www.astridhurtadod.blogspot.com para ampliar las diferentes temáticas. ACTIVIDAD No.1

1. Organiza en forma alfabética las palabras del glosario en tu cuaderno. 2. Busca en el diccionario, libros o en internet las palabras del glosario y escribe el significado en tu cuaderno

No.2. TALLER DE REFUERZO Y CONCEPTOS PREVIOS O EXPLORATORIO:

Establecer los conceptos que tienes acerca de los temas que se trataron en la unidad anterior. Contesta las siguientes preguntas:

1. Representa la configuración electrónica y los diagramas de orbitales de los siguientes átomos que tienen Z: 5B 10Ne 17Cl 19 K 8O 2) Un elemento X tiene dos niveles de energía. Con esta información indica: a) El número de subniveles b) El número máximo de electrones en el nivel 2. c) Cuales y cuantos orbitales posee dicho átomo. 3) Indica a qué elemento corresponde cada una de las siguientes coordenadas:

Coordenadas Elemento

Grupo 1, período 2

Grupo 4, período 5

Grupo 8, período 4

Grupo 8, período 2

Grupo 2, periodo 3

Grupo 3, período 6

Grupo 5, período 5

Grupo 6, período 6

Grupo 7, período 6

4. Calcule la densidad del alcohol etílico sabiendo que 100 ml tiene una masa de 74g. 5. Calcule la densidad de un cuerpo que pesa 710g y tiene un volumen de 15 cm3

6. El ácido sulfúrico (H2SO4) concentrado tiene una densidad de 1,84g/ml. Calcule el peso de 120 ml. 7. Calcule el volumen ocupado por un compuesto cuya densidad es 0.32g/ml y tiene una masa de 12g. 8. Si 25ml de una sustancia A de densidad 6.3g/ml, pesan lo mismo que 50 ml de una sustancia B. Cuál es la densidad de B. 10. Los líquidos y los gases comparten la propiedad de fluir y por ello los llamamos ________________. 11. La posición de las moléculas en los líquidos y gases dependen del azar y pueden moverse dentro de un compuesto con relativa facilidad; por ejemplo cuando agregamos una gota de tinta a un recipiente con agua que pasa ____________________________________________________________________________________. 12. y que pasa cuando nos aplicamos una loción_______________________________________________. 13. Para ti qué diferencia hay entre calor y temperatura. 14. ¿Por qué es importante estudiar los fluidos y como se encuentran en el cuerpo humano? 15. Para el estudio de los sólidos, líquidos y de los gases, es mejor utilizar los conceptos densidad, volumen y presión en vez de masa y fuerza. ¿Por crees que se presenta esa afirmación? 16. En qué consiste la presión en líquidos y la presión atmosférica. 17. Escribe y dibuja dos ejemplos de máquinas o mecanismos hidráulicos. 18. ¿Qué es la tensión superficial? 19. ¿Por qué cuan el neumático de una llanta se desinfla, con solo apretarla se sabe que le falta aire o no? 20. ¿Por qué un globo aerostático asciende por el aire y el mismo globo sin aire cae? 21. ¿Qué ocurre cuando colocas un balón lleno de aire en el agua? 22. ¿Has observado con atención con atención un ave volando? ¿Qué debe hacer para volar? 23. ¿Qué sucede cuando aprietas un globo lleno de aire? 24. ¿Por qué unos cuerpos flotan y otros se hunden en el agua? 25. ¿Por qué las alas de los aviones cumplen un papel importante para que éstos puedan volar? 26. ¿Cómo funciona un freno hidráulico de un automóvil? 27. ¿Cómo hacer que un trozo de plastilina flote en el agua? 28. ¿Qué significa que un objeto tenga forma aerodinámica?

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ACTIVIDAD No. 2 1. Investiga las biografías de los siguientes científicos Daniel Bernoulli, Blaise Pascal, Arquímedes de Siracusa, Evangelista Torricelli, Jackes Charles, Robert Boyle, Benjamín Franklin, Charles Coulomb, Joseph Louis Gay Lussac, Edme Mariotte. Elabora una reseña de su vida y sus aportes a la ciencia. Escríbelas en tu cuaderno No.2. 2. Consulta en libros, enciclopedias o en la Web sobre las alas y las plumas de los pájaros. Realiza los dibujos respectivos en tu cuaderno No2. 3. Lee tu guía para clase teniendo presente que la lectura te permite interpretar, argumentar los contenidos; por ejemplo en la temática de fuerza y movimiento podrías escribir y describir que es la inercia y así sucesivamente con todas las temáticas recuerda que de tu trabajo y compromiso dependen tus valoraciones académicas.

LA ELECTROSTÁTICA: Estudia como las cargas eléctricas pueden ejercer fuerzas de atracción o de repulsión sobre otras cargas eléctricas quietas. Tienes forma de comprobar este hecho: cuando, por ejemplo, frotas un lapicero

plástico contra tu cabello, éste se carga de eléctricamente; si lo acercas a unos trozos de papel, notarás que el lapicero atrae los papeles debido a fuerzas de carácter electrostático. La fuerza eléctrica se atrae cuando las cargas son de signo contrario y repulsiva si las cargas tienen el mismo signo.

La fuerza electrostática

es directamente proporcional a la magnitud de carga eléctrica e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. Sin embargo las cargas producen otro fenómeno que seguro has visto, muy complejo de explicar y que se conoce como magnetismo. Las fuerzas magnéticas se producen por cargas eléctricas en movimiento. Su manifestación más conocida es la fuerza de atracción o de repulsión en materiales ferro magnéticos, como el material del cual están constituidos los imanes.

LOS FLUIDOS: DENSIDAD Y PRESIÓN: Los cuerpos en la Tierra están sumergidos en fluidos. Cuando te sumerges en una piscina, notas claramente el empuje del agua sobre tu cuerpo. En el caso de un buzo que se sumerge a mayores profundidades, este empuje es mucho más patente. Sin embargo, cuando nos desplazamos sobre la tierra, también experimentamos el empuje de un fluido: el aire. La densidad y la presión son dos fenómenos físicos que nos permitirán comprender y analizar las fuerzas que ejercen los fluidos sobre los cuerpos.

LA DENSIDAD: Como ya estudiamos la densidad es la masa en gramos de una sustancia en un volumen de centímetro cúbico. Por ejemplo, si cortamos una varilla de aluminio en fragmentos de 1 cm3, encontraremos que

todos tienen la misma masa: 2,7 g, sin importar de qué parte de la varilla tomemos la muestra.

Si tomamos diferentes muestras de agua de 1 cm3 encontramos que cada centímetro cúbico de agua tiene también la misma masa: 1 gramo.

Esto quiere decir que la masa de 1 cm3 de una sustancia es la misma para cualquier muestra del mismo volumen de esa sustancia, pero es diferente para otras clases de sustancias. Es decir cada sustancia tiene su densidad característica, pero la densidad depende del estado físico en que se encuentre dicha sustancia. Por ejemplo, el agua y el hielo, que son la misma sustancia, tienen distinta densidad.

Ten presente que la densidad de sólidos y líquidos suele expresarse en g/cm3 y Kg/dm3; para los gases se g/l. Para medir la densidad de

un líquido debemos conocer el volumen y empleamos un instrumento llamado densímetro; de la misma manera para calcular la densidad de un cuerpo sólido debemos conocer su volumen, pero la densidad de los gases depende directamente de la temperatura y de la presión a la que el gas se vea sometido. Normalmente la densidad de un gas se da teniendo en cuenta el valor de la presión atmosférica a nivel del mar y una temperatura equivalente a 0°C.

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FLOTAR O HUNDIRSE SEGÚN LA DENSIDAD: Recuerda que, el empuje es la fuerza vertical hacia arriba que ejerce un fluido sobre un cuerpo. Este empuje determina sin un cuerpo flota o se hunde. Cuando el empuje es menor que el peso, el objeto se hunde; si el empuje es igual al peso, éste flota y si el empuje es mayor que el peso, se eleva en el fluido.

El empuje está relacionado con la densidad del objeto y la densidad del fluido. Recuerda que la densidad se define como la masa que posee un objeto por unidad de volumen.

Imagina que tienes, por ejemplo, un bloque de aluminio y otro de igual tamaño, de corcho los cuales colocas en un recipiente con agua, el aluminio se hunde, mientras que el corcho flota en el agua. Esto se debe a las condiciones de flotación, pues, además del empuje, la densidad del objeto también influye en que éste flote o se hunda: el aluminio se hunde pues es 2,7 veces más denso que el agua, mientras el corcho es 0,8 veces menos denso que el liquido, por eso flota en el agua. En conclusión, un objeto flota en un fluido si su densidad es menor que la densidad del fluido, de lo contrario, el objeto se hunde.

El aire es también un fluido, por lo tanto, ejerce un empuje. Un objeto, como por ejemplo un globo lleno de helio, flota en el aire, pues su densidad es menor (la densidad del aire es 0,00121 g/cm3 y la densidad del helio es 0,000167 g/cm3). Los globos aerostáticos por ejemplo ascienden en el aire, pues están llenos de aire caliente y flotan en el aire, pues son menos densos, que el fluido en donde se encuentran.

La densidad del fluido también es un factor importante para que un objeto flote en él. Cuando el fluido es más denso que el objeto, este

último flota. Por ejemplo si se coloca el bloque de aluminio de densidad 2,7 g/cm3 en mercurio, cuya densidad es 13,6 g/cm3, el aluminio flotará en el líquido, pues menos denso que el mercurio.

En el Mar Muerto, en Israel, una persona puede acostarse o sentarse a leer un periódico y no se hunde. Esto es debido a que este mar es muy salado, tanto que no hay vida en su interior, de allí su nombre. El Mar Muerto tiene una densidad mayor que la densidad de una persona.

LA PRESIÓN: es la relación que existe entre la fuerza ejercida sobre un cuerpo y el área sobre la cual se ejerce dicha fuerza. Por ejemplo, cuando clavas con un martillo una puntilla, sobre una tabla madera está se va introduciendo en la madera debido a la interacción de una fuerza sobre una superficie de contacto y no sólo dependen de su intensidad sino también del área de la superficie. Esto se debe a que el área golpeada por la puntilla es menor que el área golpeada por el martillo. Como ves, para una fuerza constante, entre mayor sea el área sobre la que se ejerce dicha fuerza, menor será la presión. En el concepto de presión no intervienen ni la dirección ni el sentido de la fuerza, únicamente se tiene en cuenta la intensidad.

Los líquidos ejercen fuerzas sobre cualquier superficie sólida con la que estén en contacto. De este modo, además de la presión que ejercen sobre el fondo del recipiente que los contiene, los líquidos también ejercen presión sobre las paredes del recipiente o sobre la superficie de cualquier cuerpo que se introduzca en su interior. Por ejemplo, cuando un buzo se sumerge en el agua, siente ola presión del agua sobre todo su cuerpo, especialmente en sus oídos (ya que precisamente allí se encuentra nuestro sistema de regulación de la presión).

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En la medida en que desciende, la sensación de presión aumenta.

Esto se debe a que la columna de líquido se acrecienta en la medida en que el descenso es más profundo.

La presión que un líquido ejerce depende también de su densidad. Entre mayor sea la densidad de un líquido mayor será la presión que ejerce.

Los gases ejercen presión contra las paredes del recipiente que los contienen y sobre la superficie de los cuerpos a los cuales rodea. Esta presión se debe a tanto al peso del gas que hay por encima de dichos cuerpos, como a la fuerza con que las moléculas del gas chocan contra ellos. Por ejemplo, cuando se

sube a una montaña, es muy posible que, en la medida en que ascendamos, experimentamos una sensación extraña en los oídos. Esto se explica porque, conforme aumenta la altura, la capa de aire de la atmósfera se adelgaza. En este caso, la presión interior de nuestro cuerpo es ligeramente mayor que la presión de la atmósfera y se produce una sensación de sordera. Pero si bostezamos, la presión interna y la presión externa se equilibran, desapareciendo la sensación. El manómetro es el dispositivo que se utiliza para medir la presión de los fluidos.

LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA: Vivimos inmersos en un océano de gas: la atmósfera. El peso de los gases que componen la atmósfera ejerce, sobre los cuerpos situados en la Tierrra, una presión denominada presión atmosférica. El científico Evangelista Torricelli realizó, en 1643 la primera medición de la presión atmosférica. Así la presión atmosférica al nivel del mar es equivalente al peso de una columna de 760 milímetros de mercurio (Hg). A este valor se le dio el nombre de 1 atmósfera hoy se habla de 101,325 de Kilopascales (Kp) que es igual a decir 14,70 Lb/pulg2 que es igual a decir 760mm Hg.Los meteorólogos aprovechan los cambios de presión del aire en un sitio para realizar sus predicciones meteorológicas: el aumento de presión del aire pronostica buen tiempo, y la disminución anuncia tormenta.

Al igual que la atmósfera, la presión atmosférica también varia. En la parte más externa de la atmósfera, en la exosfera, no existe presión atmosférica, pues no hay aire, no hay fluido que ejerza presión.

La presión atmosférica se incrementa a medida que desciende en la atmósfera. En otras palabras, la presión atmosférica se incrementa cuando desciende la altitud: a mayor altitud, menor es la presión que ejerce la atmósfera y, a menor altitud mayor presión. Para medir la presión ejercida por la atmósfera sobre los cuerpos se utiliza un instrumento llamado barómetro.

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LOS FLUIDOS: PRINCIPIOS Nuestro organismo funciona adecuadamente porque muchos de sus procesos como la circulación y la respiración, se realizan de acuerdo con las leyes físicas de los fluidos. Para entender los procesos se deben de tener algunos de los principios físicos que explican el comportamiento de los fluidos como son: el principio de Arquímedes y el principio de Pascal.

PRINCIPIO DE PASCAL: Este principio describe la forma como se transmiten las presiones en los líquidos. Los líquidos pueden transmitir a los cuerpos con los que están en contacto las presiones que se ejercen sobre ellos. Por ejemplo, si con un émbolo se ejerce una fuerza sobre el líquido contenido un recipiente con diferentes salidas taponadas, los tapones saltan a la vez con la misma fuerza y en dirección perpendicular al recipiente. Esto indica que la presión se ha transmitido con la misma intensidad por todo el agua. Seguramente también has experimentado el principio de pascal, sin advertirlo, cuando por ejemplo, tienes una botella llena de agua y tratas de sellarla con un tapón. Entonces, ocurre que un poco de agua se derrama de la botella y se riega. Esto se debe a que cuando tapas la botella, incrementas la presión en el agua y como este incremento de presión se transmite con igual intensidad en todas las direcciones, incluso hacia arriba, el agua se derrama.

El científico francés Blaise Pascal descubrió este fenómeno y lo formuló en forma general de la siguiente manera:

La presión que se ejerce sobre un líquido se transmite instantáneamente y con la misma intensidad en todas las direcciones de dicho líquido. El principio de pascal también es válido para los gases, aunque en este caso la presión transmitida será menos intensa, porque, a diferencia de los líquidos, los gases son comprensibles. En el principio Pascal se fundamentan numerosas aplicaciones tecnológicas de uso corriente: gatos hidráulicos, grúas, excavadoras, volquetas y sistemas de frenos para automóviles. En general las máquinas cuyo funcionamiento se basan en el principio de Pascal reciben el nombre de máquinas hidráulicas. Imágenes de máquinas que utilizan mecanismos hidráulicos:

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Cuando un balón está desinflado, hay necesidad de introducir aire; como se ve en la imagen las moléculas del aire se incrementan y comienzan a chocar con algún punto de la pared del caucho y a rebotar para volver a chocar con otro punto de la pared. Así, cada punto de la superficie recibe un gran número de choques, por lo que el balón comienza a ceder aumentando el volumen hasta llegar a un punto en el cual la pared resiste los choques del interior y del exterior, y se mantiene constante el tamaño del balón. Con esto, lo que logramos es aumentar el número de moléculas en el mismo volumen, es decir elevamos la densidad. Además, como el número de moléculas se ha incrementado, el número de choques crece, lo cual significa que la presión del gas también aumenta. Con este análisis podemos concluir que la presión es proporcional a la densidad del medio cuan no hay aumento de volumen.

A la medida de la variación en la velocidad de las moléculas durante cada choque multiplicado por su masa la llamamos presión pero, dado que es muy difícil medirla a nivel microscópico, hemos optado por establecer una relación macroscópica que nos establezca esta misma relación.

En resumen la presión puede calcularse dividiendo la fuerza que se aplica, entre el área donde la fuerza es aplicada o la fuerza que ejerzan las moléculas de la sustancia sobre las paredes del recipiente que las contiene.

Entonces, para determinar la presión se utiliza la siguiente ecuación:

Presión = Fuerza aplicada/Área de aplicación P= F/A donde:

F es la intensidad de la fuerza ejercida, expresada en newtons (N). A es el área de la superficie sobre la cual se ejerce la fuerza, expresada en metros cuadrados (m2). P es la presión expresada en newtons por (N/m2). En el sistema internacional (SI), la unidad de presión es el Pascal. Se le dio ese nombre en honor de al matemático francés Blaise Pascal. Un pascal (1Pa) es la fuerza de un Newton (N) aplicada sobre un área de 1

metro cuadrado. (1 Pa = 1 N/m2).

LA PRENSA HIDRÁULICA: Una de las aplicaciones más conocidas del principio de Pascal lo constituye la prensa hidráulica. Con este dispositivo se logra amplificar la fuerza aplicada para obtener fuerzas resultantes mucho mayores.

La ecuación matemática que nos permite explicar este dispositivo es:

Ya que ambas presiones son iguales.

Donde F1 es la fuerza aplicada sobre el émbolo menor y F2 es la fuerza resultante con que asciende el émbolo mayor, expresadas ambas en newtons (N).

A1 es la superficie del émbolo de menor y A2 es la superficie del émbolo mayor, expresadas ambas en metros cuadrados (m2).

De donde se deduce la ecuación que nos permite calcular la fuerza resultante amplificada:

F2 = F1. A2 A1

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LOS VASOS COMUNICANTES: El principio de Pascal nos sirve para explicar también el comportamiento de los líquidos contenidos en vasos comunicantes. Se denomina vasos comunicantes aquellos recipientes que tienen comunicadas sus bases.

Aunque sus formas y capacidades sean distintas, al llenar con un líquido un conjunto de vasos comunicantes, la altura que alcanza el nivel de dicho líquido es la misma en todos los vasos.

Este fenómeno se debe a la presión de un líquido depende de la altura que alcanza el

líquido y no de la forma del recipiente que lo contiene.

Cuando la presión es igual en todos los recipientes, el sistema se encuentra en equilibrio y el líquido alcanza el mismo nivel en todos los recipientes.

El fenómeno de los vasos comunicantes sirvió para aplicarlo en el abastecimiento de agua en nuestras casas pues los depósitos de agua se colocan en lugares altos y desde allí se distribuye el líquido a través de las tuberías que no son más que vasos comunicantes. El agua subirá por esas tuberías tenderá a alcanzar la misma altura que la del nivel del agua del depósito.

PRINCIPIO DE ARQUIMEDES: este principio explica la forma como flotan los cuerpos en los líquidos. Estos ejercen sobre los cuerpos que se encuentran sumergidos en ellos, una fuerza ascensional en sentido contrario al peso de los cuerpos. Esta fuerza, llamada empuje, tiende a contrarrestar el peso de los cuerpos. A esto se debe que, al sumergirnos en una piscina, sintamos la sensación de que nuestro cuerpo tiene menor peso que cuando

nos encontramos fuera de ella.

Para determinar el empuje que experimenta un cuerpo sumergido en un fluido, podemos realizar la siguiente práctica:

Colocamos un vaso con agua luego colocamos un trozo de hierro. Al introducir el hierro en el vaso, se aumenta el agua a causa del

empuje ejercido por el agua. Por otro lado, parte del agua del vaso es desalojada por el trozo de hierro.

Como vez, este experimento nos indica que el empuje que experimenta el trozo de hierro es igual al peso del agua que dicho trozo desalojo.

El científico griego Arquímedes (287 212 a. de C.) Descubrió este fenómeno y lo formuló en forma general de la siguiente manera: Todo cuerpo sumergido en un líquido experimenta un empuje vertical y hacia arriba, igual al peso del líquido que dicho cuerpo desaloja.

La ecuación matemática que nos permite calcular la fuerza del empuje (E) tanto para los líquidos y para los gases es:

E = ₯líquido . V . g donde: E es el empuje, expresado en newtons (N). ₯líquido es la densidad del líquido o fluido, expresada en Kilogramos por metro cúbico (Kg/m3). V es el volumen del fluido o del cuerpo sumergido, que es el mismo expresado en metros cúbicos. (m3). g es la aceleración de la gravedad, expresada en metros por segundo al cuadrado (m/s2). En la Tierra, g es igual a 9,8 m/s2.

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Este principio se aplica también en los cuerpos que se encuentran inmersos en un gas, por ejemplo el aire. Los aviones flotan en el aire gracias a la aplicación del principio de Arquímedes. La navegación acuática y la aérea son aplicaciones del principio de Arquímedes.

Como ves la relación entre flotabilidad y el desplazamiento del líquido, Arquímedes lo descubrió desde tiempos antiguos. Si alguna vez has sacado del agua un objeto sumergido, conoces los efectos de la flotabilidad, la aparente pérdida de peso de los objetos sumergidos en un líquido. Es mucho más fácil levantar una piedra sumergida en el fondo de un río que levantarla cuando está en la superficie del agua. Este se debe a que, cuando la piedra está sumergida, el agua ejerce sobre ella una fuerza dirigida hacia arriba, o sea, que se opone a la gravedad. Esta fuerza se llama fuerza de flotación.

Si el peso del objeto sumergido es mayor que la fuerza de

flotación, el objeto se hundirá. Si el peso es igual a la fuerza de flotación el objeto permanecerá en el mismo nivel, como un pez. Si el peso es menor que la fuerza de flotación, el objeto subirá a la superficie y flotará.

Además, cuando colocas una piedra en un recipiente con agua, el nivel del líquido se eleva. Se dice que la piedra desplaza el agua, es decir, que la hace cambiar de sitio.

La palabra inmerso puede significar tanto completamente sumergido como parcialmente sumergido. Por ejemplo, si sumergimos en el agua la mitad de un recipiente sellado de un litro, desplazará medio litro de agua y la fuerza de flotación que se ejerce sobre él será igual al peso de medio litro. Si lo sumergimos completamente, la fuerza de flotación será igual al peso de un litro de agua. A menos que el recipiente se comprima cuando está totalmente sumergido, la fuerza de flotación será igual al peso de un litro de agua a cualquier profundidad. Esto se debe a que, a cualquier profundidad, el recipiente desplazará el mismo volumen de agua, y por tanto, el mismo peso de agua. La fuerza de flotación es igual al peso del agua desplazada, no al peso del objeto sumergido.

PRINCIPIO DE BERNOULLI: Daniel describió lo que ocurre cuando un fluido se encuentra en movimiento, afirmó que si un fluido sea líquido o gas se mueve a gran velocidad su presión se hace más pequeña o disminuye y si por el contrario la velocidad decrece, su presión aumenta.

La mayoria de las personas piensa que la presión atmosferica aumenta en un ventarrón, en un tornado o en un huracán, pero de hecho sucede lo contrario. Un viento que sopla con gran rapidez puede llevarse el techo de tu casa, pero la presión d entro del viento es en realidad menor que la del aire inmóvil de la misma densidad. Por extraño que parezca cuando la rapidez de un fluido aumenta su presión disminuye. Esto es válido para todos los fluidos, sean líquidos o gases.

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El principio de Bernoulli se aplica al flujo sobre superficies, como las alas de un avión o las hélices de un barco. Las alas están diseñadas para que obliguen al aire a fluir con mayor velocidad sobre la superficie superior que sobre la inferior, lo cual provoca que la presión disminuya considerablemente en la parte superior del ala, con respecto a la inferior. Esta diferencia de presión proporciona la fuerza de sustentación que mantiene el avión en vuelo. In cluso una diferencia de presión pequeña puede producir una fuerza considerable si la superficicie de las alas es grande. Cuando la fuerza ascensional iguala al peso, se hace posible el vuelo horizontal. La fuerza ascencional es mayor cuanto mayores sean la rapidez y el área de las alas. Por esta razón los planeadores que vuelan con poca rapidez tienen alas muy grandes en comparación con las dimensiones del fuselaje. Las alas de los aviones más rápidos son relativamente pequeñas. Una hélice también es un plano aerodinámico, es decir, tiene forma de ala. En este caso la diferencia de presión que se produce al girar la hélice proporciona el empuje que impulsa al barco.

LEY DE CHARLES Y GAY- LUSSAC. Esta ley afirma que a presión constante, el volumen de un gas ideal es proporcional a su temepratura absoluta. Otra forma de expresarla es que por cada aumento de temperatura de 1°C, el volumen de un gas aumenta en una cantidad

aproximadamente igual a 1/273 de su volumen a 0°C. Por tanto, si se calienta un gas hasta una temperatura dos veces mayor que la inicial (en Kelvins) el volumen se duplica. En sintesis si se tiene un gas sometido a una presión constante y se incrementa la temperatura, el gas se expande y su volumen aumenta. Si por el contrario, la temperatura disminuye su volumen decrece.

LEY DE BOYLE – MARIOTTE : Esta ley afirma que el volumen de un gas disminuye cuando la presión que se ejerce sobre él se aumenta, siempre y caundo la temperatura permanezca constante. Dicho en otras palabras: a temperatura constante un gas, posee un volumen que es inversamente proporcional a su presión.

En esta gráfica podemos observar, que al aumentar la presión, el volumen disminuye. Esto concluye que la presión y el volumen son inversamente proporcionales

APLICACIÓN DE LOS FLUIDOS:

FLUIDOS VITALES: La sangre está constituida por un líquidoy por millones de células. Su porción líquida recibe el nombre de plasma. El volumen sanguíneo varía de un individuo a otro. Una de las variables que influye en el volumen sanguíneo es la cantidad de grasa corporal. Así, mientras menos grasa tenga una persona en el cuerpo, más sangre tiene por kilogramo.

La potencia que tiene que desarrollar el corazón para bombear la sangre, el volumen de la sangre y la resistencia de las paredes de los vasos sanguíneos regulan la presión arterial. Así, la presión arterial aumenta de o disminuye con la contracción y relajación de los ventrículos del corazón.

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El valor de la presión es máximo cerca a los ventrículos y disminuye desde la aorta hacia las venas. El valor mínimo de la presión se encuentra en las venas más cercanas a las aurículas, en donde llega a ser incluso inferior a la presión atmosférica. Esta diferencia de presión es necesaria para que la sangre fluya, pues si la presión fuera la misma en todo el sistema, la sangre no se desplazaría. El esfignomanómetro es el aparato que se utiliza para medir la presión arterial. Consta de un manómetro y de un brazalete dentro del cual se puede insuflar aire. Cuando el brazalete se llena de aire, se ejerce una fuerza sobre el brazo que hace que la arteria se colapse y el flujo se inhiba. Al dejar escapar el aire, el colapsamiento de la arteria se levanta y el flujo se vuelve turbulento y ruidoso. Este flujo puede ser escuchado con ayuda de un estetoscopio. Inmediatamente se toma el valor de la presión; esta información corresponde al valor máximo de la presión arterial. En la medida en que se va evacuando el aire del brazalete, el flujo sanguíneo se torna continuo y desaparece el ruido de turbulencia. En este momento se realiza una segunda medición que corresponde al valor mínimo de la presión sanguínea. Las unidades más utilizadas para expresar la presión arterial son los milímetros de mercurio (mmHg).

El AIRE Y LA RESPIRACIÓN PULMONAR Para que el aire entre a los pulmones se debe establecer una diferencia de presión entre éstos y la presión atmosférica. Durante la inspiración, los músculos intercostales se contraen y elevan las costillas hacia afuera y arriba, mientras que el diafragma, también por contracción, se aplana de tal manera que la cavidad torácica es un espacio cerrado, el aumento de volumen hace que la presión en los pulmones disminuya. Como en el exterior la presión atmosférica es superior, el aire se precipita por el conducto traqueal hasta los sacos aeréos, y los pulmones se distienden al llenarse de aire. Lograda la inspiración, los músculos intercostales se relajan, las costillas vuelven a su posición inicial y el diafragma

recupera su forma de cúpula, mientras que los órganos abdominales hacen presión de abajo hacia arriba. Estos factores hacen que la cavidad torácica disminuya su volumen y los pulmones puedan expulsar el aire que habían inhalado. Al comenzar la espiración la presión del aire de los pulmones es superior a la presión atmosférica, lo cual facilita la salida de dicho aire. LOS FLUIDOS Y EL TRANSPORTE Así como el ser humano ha sabido aprovechar los descubrimientos que ha hecho acerca de las fuerzas, las presiones y los fluidos para construir medios de tranporte efectivos, los animales que se desplazan en el aire o en el agua han desarrollado, a su vez, formas de autolocomoción adaptadas para sacar el mayor provecho del medio en el que se encuentran. Existen similitudes entre las formas de locomoción de algunos animales y de distintos medios de transporte modernos. AUTOLOCOMOCIÓN CON LA REACCIÓN DEL MEDIO: Al remar, por ejemplo, empujamos el agua hacia un lado (acción) y conseguimos

así que la barca se desplace hacia el lado contrario (reacción). Las alas de las aves actúan sobre el aire como los remos de una barca sobre el río: apoyándose en el aire con sus alas, el ave se impulsa en su vuelo.

Los barcos utilizan sus hélices con el mismo fin: apoyarse sobre el agua para aprovechar su reacción y avanzar. También los peces consiguen impulsarse actuando sobre el agua que los rodea mediante sus aletas, su cola y los movimientos del cuerpo.

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AUTOLOCOMOCIÓN SIN LA REACCIÓN DEL MEDIO:

La mayoría de los aviones comerciales utilizan un sistema de impulsión diferente. Los motores de los aviones recogen el aire, lo mezclan con el combustible y dejan salir los gases, resultantes de la explosión, a gran velocidad por el extremo del motor. El proceso no busca la reacción del medio, sino que se basa en las fuerzas de acción-reacción entre el avión y los gases que expulsan.

Curiosamente los cefalópodos como los calamares y los pulpos, también se sirven de un mecanismo de acción-reacción interna para impulsarse el

calamar expulsa violentamente el agua acumulada en sus cavidades. El resultado es un brusco desplazamiento del calamar en el sentido contrario al

del chorro del agua que expulsa.

La autonomía de funcionamiento respecto al medio de esta forma de autolocomoción llevó a los cientificos y tecnicos a pensar en este sistema para resolver los problemas de transporte de la investigación espacial. Los satélites y las naves espaciales son puestos en órbita mediante gigantescos cohetes. El combustible que usan es el hidrógeno (H) con inmensos tubos por los que salen los gases de la combustión.

EL AGUA , UN FLUIDO VITAL: El agua es un compuesto fundamental para la vida. La utilizamos para beber para asearnos, para recrearnos o como medio de transporte. Sin el agua, la tierra sería un desierto sin vida.

El agua es la molécula más abundante en la biosfera, constituye el 65% y el 95% del peso de un ser vivo. En el agua fue donde surgió la vida en la Tierra, por está razón se le llama el líquido de la vida. Tiene un

comprtamiento extraño respecto a los demás líquidos, debido a que posee algunas propiedades muy importantes para los seres vivos. La molécula de agua está formada por dos átomos de hidrógeno unidos a un átomo de oxígeno, por medio de enlaces covalentes. El ángulo entre los enlaces es de aproxidamente 104,5°. Cada molécula de agua atrae a las otras moléculas de agua de manera que entre ellas se establecen fuerzas de atracción, debido a los llamados puentes de hidrógeno. Esta estructura del agua es la responsable del comportamiento extraño que tiene y algunas de sus propiedades son: acción disolvente, elevada fuerza de cohesión, elevada fuerza de adhesión, elevado calor de vaporización y la densidad del hielo es menor que la del agua.

La cohesión y la adhesión, son fuerzas que se presentan en el interior de los líquidos. Como resultado de estas dos fuerzas, se presenta dos fenómenos:

1. LA TENSIÓN SUPERFICIAL: Es una delgada capa que se forma en la superficie de un líquido, la cual se comporta como una membrana de material elástico.

2. LA CAPILARIDAD: Es el fenómeno que presentan los líquidos de de ascender o descender por tubos muy delgados, como un cabello, conocidos como tubos capilares.

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IMÁGENES QUE HACEN RELACIÓN AL CALOR, TEMPERATURA, ENERGÍA, A LOS FLUIDOS CON SUS VARIABLES: DENSIDAD, VOLUMEN, PRESIÓN, PRINCIPIOS DE PASCAL, ARQUÍMEDES ETC. ESCRIBE EN LA LINEA DE QUE TEMATICA SE ESTA HABLANDO:

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Qué fenómeno se da en la Arena___________________ ______________________________ _____________________________

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GLOSARIO Equilibrio térmico, Barómetro, densímetro o aerómetro, Presión, mercurio, fluido, inmerso, inmersión, fuerza de flotación, presión atmosférica, altitud, tornado, fuerza ascensional, caudal, gas, líquido, sólido, plasma, adhesión, aerostático, alvéolo, capilaridad, cohesión, compactibilidad, emersión, densidad, emersión, empuje, flotación, energía, fase, fuerza, arteria, átomo, meteorólogo, tensión superficial, viscosidad, presión sanguínea, respiración, inspiración, espiración, diástole, sístole.

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

1. Revisión y sustentación de talleres, actividades en clase y casa, tareas, guías etc.

2. Puntualidad y orden en la entrega de actividades realizadas en clase y/o casa.

3. Toma de apuntes con fechas respectivas. 4. Evaluación oral y escrita abierta o tipo icfes. 5. Qüices. 6. Participación en clase y responsabilidad académica. 7. Trabajos escritos con normas icontec y buena ortografía. 8. Exposiciones con apoyos de cartelera. 9. Evaluación no aprobada se desarrolla como taller y es prerrequisito

para las actividades de superación. 10. Puntualidad en la llegada, disposición para el trabajo, presentación

personal y disciplina en clase. 11. Los talleres, guías, evaluación deben desarrollarse en el cuaderno con

su pregunta y su respuesta respectiva. 12. Observación de videos y link conforme las temáticas en el blog

www.astridhurtadod.blogspot.com. 13. Contar con los materiales para el desarrollo de la clase:

Lecturas, talleres, guías, diccionario de español, cuaderno, materiales para la expresión artística y libros.

AUTOEVALUACION DE MI PROCESO ACADÉMICO

1. ¿Qué aprendí? 2. ¿Cómo lo aprendí? 3. ¿Cómo aplico ese conocimiento en la vida diaria? 4. ¿Has sido responsable con el cuidado de tu entorno y de tu lugar de

trabajo? Si___ No____ ¿Por qué? 5. Las temáticas trabajadas durante este periodo te parecieron: a. Aburridas b. Interesantes c. Importantes d. Innovadores

Si___No___ ¿Por qué? ¿Desarrolle las actividades en su totalidad y me preocupe por encontrar explicaciones a las temáticas? Si_____ No______ ¿Por qué?

BIBLIOGRAFIA Ciencias Naturales 7. Editorial Santillana. -Ciencia Investiguemos 7. Editorial Voluntad. - Ciencia experimental 7. Grupo Editorial Educar. -Descubrir 7. Grupo Editorial Norma. -Ciencias, Vida, Ambiente y Naturaleza 7. Mc Graw Hill. - Conciencia 8. Grupo Editorial Norma. -Ciencias Integradas Cosmo 7, Editorial Voluntad. -Navegantes 7 Grupo Editorial Norma - Ciencias 7 Editorial Prentice Hall. -Internet buscador Google -www.astridhurtadod.blogspot.com-Ciencias Naturales y Educación Ambiental.

AHD.

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