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V 02 ELABORACIÓN DE PLANEACIÓN DIDÁCTICA PP-PPA-EPD-06

PLANEACIÓN DIDÁCTICA DOCENTES FEPD-004-A

PLANEACIÓN DIDÁCTICA DATOS DE IDENTIFICACIÓN

NOMBRE Y NUMERO DEL PLANTEL: CORREGIDORA PLANTEL No. 6

C.C.T.:

22ETC0006M

DOCENTE:

ING RUBEN JESUS OLVERA LECHUGA

ASIGNATURA:

FÍSICA II

CICLO ESCOLAR:

Agosto–Diciembre 2020

SEMESTRE: 5º. Semestre

TIEMPO APROXIMADO: 64 horas

ELEMENTOS DEL CURRÍCULO

PROPÓSITO DE LA ASIGNATURA: Promover una educación científica de calidad para el desarrollo integral del estudiante considerando la comprensión de los procesos e ideas clave de la física, además incursionar en la forma de descripción, explicación de los fenómenos físicos. Desarrollar las habilidades del pensamiento causal y del pensamiento crítico, así como de las habilidades necesarias para participar en el diálogo y tomar decisiones informadas en contextos de diversidad cultural, en el nivel local, nacional e internacional.

APRENDIZAJE CLAVE:

EJE: Utiliza escalas y magnitudes para registrar y sistematizar información en la ciencia.

Expresión experimental del pensamiento matemático.

Explica el comportamiento e interacción en los sistemas químicos, biológicos, físicos y ecológicos.

COMPONENTE: Cuantificación y medición de sucesos o procesos en los sistemas químicos, biológicos, físicos y ecológicos. Aplicación de la mecánica clasica Sistemas e interacciones: Relación entre los fenómenos eléctricos y magnéticos.

CONTENIDO CENTRAL: El entrenamiento deportivo como ejemplo de aplicación de la mecánica. La energía como parte fundamental del funcionamiento de máquinas Lo que se siente, pero no se ve: Fuerzas y campos

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CONTENIDO ESPECÍFICO: • ¿Cuáles son las variables que definen a un sistema físico? • ¿Puede la medición y el análisis del deporte formar campeones? • ¿Cómo le hace un entrenador para mejorar el desempeño de los atletas? • ¿Un atleta entrenado para una carrera de 100 metros puede correr un maratón? • ¿Cómo puedo realizar actividades físicas que favorezcan al buen desarrollo de mi cuerpo? • Magnitudes, unidades y variables físicas. • Movimiento rectilíneo uniforme. • Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado. • La fuerza como causante del estado de movimiento de los cuerpos. • Relación y diferencia entre fuerza y energía.

• ¿De dónde viene la energía, a dónde va y mientras tanto que hacemos con ella? • ¿Cuántos y cuáles son los tipos de energía que existen? • ¿En qué se utilizan las calorías que consumimos en los alimentos? • ¿Qué tipo de energía se requiere para el buen funcionamiento de mi cuerpo? • ¿Por qué es importante hacer buen uso de las diversas fuentes de energía? • ¿La energía es ilimitada? • ¿Se puede recuperar la energía ocupada en un proceso? • Tipos de energía. • Recursos energéticos. • Obtención, transformación y aprovechamiento de la energía. • La energía: sus transformaciones y conservación. • La importancia del uso responsable de la energía para el cuidado del medio ambiente

• ¿Por qué se mueven las cosas? • ¿Los campos y las fuerzas magnéticas y/o eléctricas tienen efectos sobre mi cuerpo? • ¿Cómo se orientan las especies animales que migran de un lugar a otro? • ¿Se pueden mover cosas sin tocarlas? • El concepto de campo. • Tipos de campos. • Relación entre fuerza y campo

APRENDIZAJES ESPERADO: • Distingue los conceptos de velocidad y aceleración. • Discrimina los conceptos de potencia, fuerza y energía. • Interpreta la fuerza como explicación de los cambios (en el movimiento de un cuerpo y en su energía). • Explica procesos de cambio en términos de la energía como una propiedad del sistema. • Infiere la importancia del tiempo en el que un trabajo puede ser realizado. • Utiliza mediciones de variables asociadas al cambio de posición y tiempo para describir, extrapolar e interpolar las características de diversos tipos de movimientos.

• Distingue diferentes transformaciones de energía. • Construye un modelo de conservación de la energía mecánica: cinética y potencial en ausencia de fricción. • Atribuye la energía disipada en forma de calor a las fuerzas de fricción. • Interpreta el calor como una forma de transferencia de energía. • Distingue entre los conceptos de calor, temperatura y energía interna. • Reconoce el papel de la energía para el funcionamiento del cuerpo humano. • Prueba la necesidad de transferencia de energía para producir cambios de fase. • Integra el concepto de entropía en el modelo

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de conservación de la energía mecánica. • Construye máquinas térmicas con materiales de bajo costo. • Construye modelos para realizar analogías y parafrasea la Segunda Ley de la Termodinámica.

• Emplea el concepto de campo para describir la fuerza a distancia. • Atribuye características al campo magnético y eléctrico. • Infiere que el campo magnético se origina por un imán o por el movimiento de cargas eléctricas. • Contrasta semejanzas y diferencias entre los campos eléctrico y magnético. Relación entre fuerza y campo.

• Generaliza el concepto de campo. • Extrapola el concepto de campo en la descripción del campo gravitacional. • Infiere que el campo gravitacional se origina por un objeto con masa y su efecto es curvar el espacio. • Valora la importancia de los campos magnéticos, eléctricos y gravitacionales en el desarrollo de la vida. • Representa gráficamente el campo magnético y el eléctrico. • Construye el modelo de líneas de campo para representar al campo magnético y al eléctrico.

PRODUCTO ESPERADO:

• Gráficas de movimiento con velocidad o aceleración constante con análisis cualitativo. • Diagramas de fuerzas y pictogramas de actividades físicas con explicaciones detalladas del consumo de energía y su relación con la potencia. • Exposición oral por equipos frente al resto del grupo de las fuerzas que intervienen en la realización de algún deporte (atletismo, futbol, voleibol, basquetbol, karate, etc.), y como se puede sacar provecho de éstas para triunfar en pruebas deportivas. • Elaboración de un reporte escrito donde se explique la transformación de la energía en alguna situación particular, elaboración de pictogramas que ejemplifiquen los cambios de la energía. • Tablas de valores en las que se exprese la altura de las escaleras, el tiempo transcurrido en subirlas caminando y corriendo después de haber realizado varias repeticiones, incluir cálculos de energía potencial y potencia mecánica. • Reportes escritos de prácticas, gráficas, diagramas, pictogramas y fotografías de las pruebas experimentales.

• Investigación sobre las diferentes fuentes de energía y su aprovechamiento para la sociedad, así como las ventajas y desventajas en su producción y almacenamiento, incluye un apartado en el que haga énfasis en las principales fuentes de energía en México. • Construcción de un péndulo con balines o bolas de billar, para experimentar la conservación de la energía mecánica y su conservación en ausencias de fuerzas de fricción. • Reporte

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de práctica con explicaciones cualitativas de los efectos de las fuerzas de fricción en la generación de calor, por ejemplo, se utilizan cremas, aceites y otras sustancias para colocarlas en las manos y frotarlas. • Pictogramas en los que muestre las variables que intervienen en los procesos de transferencia de calor, incluyendo explicaciones verbales y ejemplos de su vida cotidiana. • Mapas mentales en los que se incluyen las diferencias entre energía interna, calor y temperatura, así como la relación que existe entre ellas. Discusiones en plenaria para contrastar y retroalimentar de forma grupal

• Tablas elaboradas a partir de pruebas experimentales de clasificación de materiales que interactúan con el campo eléctrico y/o magnético, incluir el tipo de interacción y las características de ésta. • Reporte de práctica con fotografías de las líneas de campo magnético formadas con materiales como limadura de hierro en el caso magnético y hojas de té para el caso eléctrico, incluir descripciones verbales de las propiedades y características de los campos. • Elaboración de bobinas con alambres de diferente calibre, variando el número de vueltas de las bobinas. Fabricación de electroimanes. • Mapa mental que incluya las semejanzas y diferencias entre los campos eléctrico y magnético haciendo referencia a los materiales con los que interactúa, la forma de las líneas de campo y las fuentes que los producen. • Documento escrito donde se propone la definición de campo a partir de las características y propiedades observadas para los campos eléctricos y magnéticos, complementar con imágenes y fotografías de las pruebas experimentales realizadas que evidencien la definición propuesta. • Pictogramas donde se representa al campo magnético como un caso particular de campo, complementar con explicaciones verbales y discutir los dibujos realizados por los integrantes del grupo en forma de plenaria

COMPETENCIAS GENÉRICAS:

5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos.

Atributos. 5.6 utiliza las tecnologías de la información y comunicación para procesar e interpretar información

COMPETENCIAS DISCIPLINARES:

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2. Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnología en su vida cotidiana, asumiendo consideraciones éticas.

REFORZAMIENTO % DE TIEMPO DESTINADO PARA SU DESARROLLO:

64 horas

ESTRATEGIA DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE ( parcial 1 )

APERTURA

APRENDIZAJES ESPERADOS

ACTIVIDADES DE ENSEÑANZA

ACTIVIDADES DEL ESTUDIANTE

RECURSOS INSTRUMENTO Y

TIPO DE EVALUACIÓN

EVIDENCIA DE APRENDIZAJE Y PONDERACIÓN

TIEMPO

Se dará a conocer el encuadre y reglamento de la asignatura

Anota en su cuaderno de notas

Cuaderno de Notas NA NA 1 sesión

• Distingue los conceptos de velocidad y aceleración.

• Discrimina los

conceptos de potencia, fuerza y

energía.

• Interpreta la fuerza como explicación de

los cambios (en el movimiento de un

cuerpo y en su energía).

Aplica cuestionario diagnóstico y al terminar comenta resultados.

Resuelve cuestionario

diagnóstico y comenta las

respuestas ante grupo.

Libro de Texto

Material

proporcionado por el

Docente

Rúbrica

Ejercicio realizado

2% 2 sesiones

Dirige a los estudiantes en la importancia de la física en nuestro entorno, con su relación con otras ciencias.

Investiga las definiciones y

elabora un organizador

gráfico y relaciones de las

ciencias con la Física, sus

ramas y el impacto que se

tiene de los fenómenos

físicos en tu entorno

Libro de Texto

Internet

Bibliografía

Programas de

computadora

Cuaderno de Notas

Rúbrica Organizador Gráfico

2% 2 sesiones

Utiliza lluvia de ideas para identificar todos los tipos de movimientos que utiliza en su entorno.

Realiza una investigación y

elabora un mapa conceptual

sobre los movimientos que

utiliza en su entrono, su

Libro de Texto

Internet

Bibliografía

Programas de

Rubrica Mapa conceptual

2% 1 sesiónes

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• Explica procesos de cambio en términos de la energía como una propiedad del

sistema.

• Utiliza mediciones de variables

asociadas al cambio de posición y tiempo

para describir, extrapolar e interpolar las

características de diversos tipos de

movimientos

definición y ejemplos de

donde puede utilizarlos.

computadora

Cuaderno de Notas

Indica las instrucciones para realizar una practica de los movimientos rectilíneo y acelerado.

Utiliza por medio de una práctica las mediciones de variables asociadas al cambio de posición y tiempo para describir las características de movimiento rectilíneo uniforme y uniformemente acelerado.

Cuaderno y materiales

para práctica

experimental

Rúbrica

Reporte de Práctica

10% 1 sesión

Se dan indicaciones para realizar la ficha HSE correspondiente

Elabora una ficha HSE y comentará ante el grupo.

Ficha HSE Impresa Rúbrica Ejercicios realizados

2 % 1 sesión

Indica las instrucciones para realizar problemas de moviento rectlíneo uniforme acelerado

Utiliza las ecuaciones correspondientes para resolver los problemas, distinguiendo el tipo de movimiento en el ejercicio: movimiento rectilíneo

Libro de Texto

Internet

Bibliografía

Programas de

computadora

Cuaderno de Notas

Rúbrica Ejercicios realizados

5 % 2sesiones

Se dan las indicaciones para

relacionar la asignatura con

otras asignaturas con un

proyecto Multidisciplinar

(Opcional)

Realiza en equipo la participación en el proyecto interdisciplinar

Internet

Bibliografía

Programas de

computadora

Cuaderno de Notas

Rúbrica Proyecto 10% 4 sesiones

Se darán indicaciones para

realizar las visitas a lugares

de interés para la asignatura

Realizará dos visitas

programadas durante el

semestre (Opcional)

Explicación en la Visita

guiada Rubrica

Reporte de visita 10% 2 sesiones

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. Elabora Practica

utilizando ejemplos de movimientos.

Se dará las instrucciones

para realizar una

invetigación en páginas de

internet.

Investiga en sitios de

internet sobre los diferentes

movimientos y realizará un

organizador gráfico con la

infomación.

Internet

Bibliografía

Programas de

computadora

Cuaderno de Notas

Rúbrica Ejercicio resuleto

2% 2 sesiones

Examen / Evaluacion Profesor realizar examen Examen, lipices , goma

, pluma calculadora ,

instrumentos de

geometria

Examen resuelto Examen Acreditado

50 % 2 sesiones

ESTRATEGIA DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE (parcial 2)

DESARROLLO

APRENDIZAJES ESPERADOS

ACTIVIDADES DE ENSEÑANZA

ACTIVIDADES DEL ESTUDIANTE

RECURSOS INSTRUMENTO Y

TIPO DE EVALUACIÓN

EVIDENCIA DE APRENDIZAJE Y PONDERACIÓN

TIEMPO

• Distingue diferentes

transformaciones de energía

El docente dará las

indicaiones para elaborar

un Glosario. Relacionado

alas transformaciones de

energia

Elabora un Glosario con las

definiciones de los

conceptos correspondientes

a los diferentes tipos de

energia

Energia solar

Energia eólica

Energia mecánica

Energia atomica

Libro de Texto

Internet

Bibliografía

Programas de

computadora

Cuaderno de Notas

Rúbrica Glosario

5% 1 sesión

Indica las instrucciones

Utiliza por medio de una

Libro de Texto

Internet Rúbrica

Ejercicios

realizados 2 sesiones

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• Construye un modelo de

conservación de la energía

mecánica: cinética y

potencial en ausencia de

fricción.

• Atribuye la energía

disipada en forma de calor a

las fuerzas de fricción.

• Interpreta el calor como

una forma de transferencia

de energía..

• Distingue entre los

conceptos de calor,

temperatura y energía

interna.

• Reconoce el papel de la

energía para el

funcionamiento del cuerpo

humano.

para realizar una práctica relacionada a la teoría cinético molecular

práctica las mediciones de variables asociadas al cambio de posición y tiempo para describir las características de la caída libre de los cuerpos en ausencia de friccion

Bibliografía

Programas de

computadora

Cuaderno de Notas

5 %

Se dan las indicaciones

para relacionar la materia

con otras asignaturas

identificando las posibles

fuerzas de friccion con un

proyecto Multidisciplinar

(Opcional)

Realiza en equipo la

participación en el proyecto

Multidisciplinar

Internet

Bibliografía

Programas de

computadora

Cuaderno de Notas

Rúbrica Proyecto

10% 2 sesiones

Indica las instrucciones para la solución de ejercicios relacionados a la transferencia de calor

Utiliza por medio de una práctica las mediciones de variables asociadas ala transferencia de calor y la solución de ejercicios propuestos de transferencia d calor

Libro de Texto

Internet

Bibliografía

Programas de

computadora

Cuaderno de Notas

Rúbrica

Ejercicios

realizados

5 %

2

sesiones

El profesor da las

instrucciones para

comprender la diferencia

entre calor y temperatura

Identifica y Utiliza las

ecuaciones

correspondientes para

resolver los problemas,

distinguiendo las diferentes

escalas termometricas

Libro de Texto

Internet

Bibliografía

Programas de

computadora

Cuaderno de Notas

Rúbrica

Ejercicios

realizados

5%

4 sesiones

Indica las instrucciones para realizar problemas de

Identifica y Utiliza las ecuaciones

Libro de Texto

Internet

Bibliografía

Rúbrica

2 sesiones

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• Prueba la necesidad de

transferencia de energía

para producir cambios de

fase.

• Integra el concepto de

entropía en el modelo de

conservación de la energía

mecánica.

• Construye máquinas

térmicas con materiales de

bajo costo.

• Construye modelos para

realizar analogías y

parafrasea la Segunda Ley de

la Termodinámica.

consumo de energía , calorias

correspondientes para resolver los problemas, distinguiendo el movimiento parabólico

Programas de

computadora

Cuaderno de Notas

Ejercicios resueltos

5%

Se dan instrucciones para construir una pequeña maquina donde se muestre que la energía calorífica produce movimiento

Resuelve problemas a su alrededor con el objetivo de construir un motor a base de vapor (motor sterling )

Bibliografía propuesta.

Pizarrón Cuaderno de notas

Ejercicios resueltos

Ejercicios resueltos

5% 2 sesiones

Se dan las indicaciones

para relacionar la

asignatura con otras

asignaturas con un

proyecto Multidisciplinar

Realiza en equipo la

participación en el proyecto

interdisciplinar

Internet

Bibliografía

Programas de

computadora

Cuaderno de Notas

Rúbrica Proyecto

10% 2 sesiones

Examen / Evaluacion

Profesor realizar examen Examen, lipices , goma

, pluma calculadora ,

instrumentos de

geometria

Examen resuelto Examen

Acreditado 50 % 2 sesiones

ESTRATEGIA DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE (parcial 3)

CIERRE

APRENDIZAJES ESPERADOS

ACTIVIDADES DE ENSEÑANZA

ACTIVIDADES DEL ESTUDIANTE

RECURSOS INSTRUMENTO Y

TIPO DE EVALUACIÓN

EVIDENCIA DE APRENDIZAJE Y PONDERACIÓN

TIEMPO

• Emplea el

concepto de

campo para

describir la fuerza

Relaciona los elementos masa,

fuerza, distancia radial y la

constante de Gravitación

universal para determinar la

Actividad 1: Se abre el

simulador

http://www.nowykurier.co

m/toys/gravity/gravity.html

LIbro de Texto

Internet

Bibliografía

Programas de

Rúbrica / evaluación

continua

Registro de las

actividades e

impresiones de

pantalla del

4 sesiones

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a distancia.

• Atribuye

características al

campo magnético

y eléctrico.

• Infiere que el

campo magnético

se origina por

unimán o por el

movimiento de

cargas eléctricas.

• Contrasta

semejanzas y

diferencias entre

los campos

eléctrico y

magnético.

• Extrapola el

concepto de

campo en la

descripción del

campo

gravitacional.

atracción entre los cuerpos y

llevarlo al planteamiento de

hipótesis y a la solución de

problemas.

El profesor explica las

características del campo

magnético del planeta y su

afectación al cuerpo humano

El profesor explica porque se

produce un campo eléctrico o

uno magnético en la naturaleza

El profesor explica los tipos de

campos que existen

Actividad: Coloca partículas

con la misma masa (tamaño

en el simulador) en distintas

ubicaciones en la pantalla.

Actividad: Redacta en un

texto donde indiquen

¿cómo interactúan las

partículas y qué impacto

observas tiene la masa de la

partícula en la distancia que

recorre cada partícula?

Responde al planteamiento:

Si las partículas ejercen la

misma fuerza entre ellas

¿por qué unas se mueven

más que otras? Incluye la

respuesta en el mismo

documento.

computadora

Cuaderno de Notas

simulador

10 %

El profesor explica la diferencia

entre imanes naturales e

imanes artificiales

Realizar exposición

relacionada con los imanes

naturales y artificiales

Libro de Texto

Internet

Bibliografía

Programas de

computadora

Cuaderno de Notas,

proyector

Rúbrica / evaluación

continua 10 % 4 sesiones

Realizar exposición

relacionada con el efecto

spin en los electrones

Libro de Texto

Internet

Bibliografía

Programas de

Rúbrica / evaluación

continua 10% 4 sesiones

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• Infiere que el

campo

gravitacional se

origina por un

objeto con masa y

su efecto es

curvar el espacio.

• Valora la

importancia de

los campos

magnéticos,

eléctricos y

gravitacionales en

el desarrollo de la

vida.

• Representa

gráficamente el

campo magnético

y el eléctrico.

• Construye el

modelo de líneas

de campo para

representar al

campo magnético

y al eléctrico.

computadora

Cuaderno de Notas

Identifica como se relacionan

los conceptos de fuerza,

distancia y el ecuación de

gravitación universal

Realizar exposición

relacionada con ley de

gravitación universal

Libro de Texto

Internet

Bibliografía

Programas de

computadora

Cuaderno de Notas

Rúbrica / evaluación

continua 10 % 4 sesiones

El profesor explica porque

objetos tan grandes pueden ser

capaces de curvar el espacio

Realización de ejercicios de

energía y su interaccion con

la masa

Libro de Texto

Internet

Bibliografía

Programas de

computadora

Cuaderno de Notas

Ejercicios resuletos 5% 2 sesiones

Se ralizan diferentes

experimentos donde se observe

los campos magnéticos y

eléctricos tales como

elaboración de una brujula

El alumno realiza los

experimentos encargados

por el profesor

Libro de Texto

Internet

Bibliografía

Programas de

computadora

Cuaderno de Notas

Ejercicios resueltos 5% 2 sesiones

Examen / Evaluacion Alumno aplica examen Examen resuelto

Examen Acreditado

50 % 2 sesiones

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PORCENTAJE DE APROVECHAMIENTO A LOGRAR 85 %

FECHA DE VALIDACIÓN: 5 de Agosto de 2020

BIBLIOGRAFÍA: Básica Calleja, E. y Hernández, M. (2016). Física I. México: Editorial Gafra. Gutiérrez, C. (2014). Física General. México: McGraw Hill. López, G. (s/f). Física I. México: Fondo de Cultura Económica. Pérez, H. (2013). Física para bachillerato general. México: Publicaciones Culturales. SEMS (2017). Plataforma de acompañamiento docente para el campo disciplinar de Ciencias experimentales. http://experimentales.cosdac.sems.gob.mx Complementaria Beichher, S. (2006). Física para Ciencias e Ingeniería. México: McGraw Hill. Bueche, F. (2012). Física General. México: McGraw Hill. Hewitt, P. (s/f). Conceptos de Física. México: Limusa. Tippens, P. (2012). Física y sus aplicaciones. México: McGraw Hill. White, H. (s/f). Física Moderna. México: Editorial González Porto. OBSERVACIONES Porcentajes y ponderaciones sujetos a cambios a criterio del profesor de acuerdo a avances y características de los grupos

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RUBRICA

PRODUCTO MUY BIEN 10 BIEN 9-8 REGULAR 7-6 INSUFICIENTE 5-0

Ejercicios Responde en tiempo y forma presentando el 100% de cada de los ejercicios

Responde en tiempo y forma, Presenta el 80-70%. de cada de los ejercicios

Responde en tiempo y forma, Presenta el 60-50%. de cada de los ejercicios

Entrega ejercicio incompleto y/o equivocados no conoce el tema y tiene muchas dudas.

Plenaria Se expresa con propiedad explicando claramente el resultado de la consulta sobre el impacto positivo o negativo de la física en la vida cotidiana. Atiende con interés y respeto a los demás participantes.

Explica el resultado de la consulta sobre el impacto positivo o negativo de la física en la vida cotidiana. Atiende con interés y respeto a los demás participantes.

Menciona el impacto positivo o negativo de la física en la vida cotidiana. Atiende con interés y respeto a los demás participantes.

Explica erróneamente el impacto positivo o negativo de la fisica en la vida cotidiana

Laboratorio Presenta y elabora el tiempo y forma el 100% de las prácticas de investigación libres, con la aplicación competa del método científico demostrando el

Presenta y elabora el tiempo y forma el 80% a 70% de las prácticas de investigación libres, con la aplicación competa del método científico

Presenta y elabora el tiempo y forma el 70% a 60% de las prácticas de investigación libres, con la aplicación competa del método científico demostrando el aprendizaje

Presenta y elabora las prácticas de investigación libres, con pasos incompletos del método científico demostrando el aprendizaje esperado

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MATERIAL DE APOYO

( parcial 1 ) MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME MECÁNICA: Parte de la Física que estudia el movimiento, lo que lo produce y lo que lo modifica y afecta y se divide en: Cinemática: Estudia el movimiento sin importar las causas. Dinámica: Estudia el movimiento así como sus causas. Dentro del movimiento existe un móvil (el que se mueve) y el camino que sigue éste (trayectoria). CONCEPTOS FUNDAMENTALES Posición : Es el lugar físico en el que se encuentra un cuerpo dentro de un espacio determinado y en un instante determinado . Movimiento: Es el cambio de lugar que experimenta un cuerpo dentro de un espacio determinado Distancia : Cantidad escalar. Que tanto recorre el móvil. Desplazamiento: Cantidad vectorial. Es la distancia con su dirección. Rapidez: Cantidad escalar y es la relación de la longitud con un intervalo de tiempo. Trayectoria: Es la línea que une las diferentes posiciones que a medida que pasa el tiempo va ocupando un punto en el espacio o, de otra forma, es el camino que sigue el objeto dentro de un movimiento. Velocidad: Cantidad vectorial, relación del desplazamiento en un intervalo de tiempo. Velocidad y Rapidez Instantánea: Medición en el momento en un punto arbitrario. Velocidad y Rapidez Media: Promedio entre la velocidad inicial y la velocidad final. (Vi y Vf) Vi+Vf/2. Velocidad y Rapidez Promedio: Distancia recorrida entre el tiempo transcurrido en recorrer dicha distancia.

aprendizaje esperado

demostrando el aprendizaje esperado

esperado

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MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME(M.R.U) Un movimiento es rectilíneo cuando el móvil describe una trayectoria recta, y es uniforme cuando su velocidad es constante en el tiempo dado que su aceleración es nula (MRU).

El MRU (movimiento rectilíneo uniforme) se caracteriza por:

• Movimiento que se realiza sobre una línea recta. • Velocidad constante; implica magnitud y dirección constantes. • La magnitud de la velocidad recibe el nombre de celeridad o rapidez. • Aceleración nula.

Características

• La distancia recorrida se calcula multiplicando la magnitud de la velocidad (aceleración o rapidez) por el tiempo transcurrido. Esta relación también es aplicable si la trayectoria no es rectilínea, con tal que la aceleración o módulo de la velocidad sea constante llamado movimiento de un cuerpo.

• La velocidad puede ser nula (reposo), positiva o negativa. Por lo tanto el movimiento puede considerarse en dos sentidos; una velocidad negativa representa un movimiento en dirección contraria al sentido que convencionalmente hayamos adoptado como positivo.

• De acuerdo con la Primera Ley de Newton, toda partícula permanece en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme cuando no hay una fuerza neta que actúe sobre el cuerpo. Esta es una situación ideal, ya que siempre existen fuerzas que tienden a alterar el movimiento de las partículas.

Relación Matemática del MRU: La velocidad se define como el desplazamiento realizado por un móvil, dividido entre el tiempo que tarda en efectuarlo. V = velocidad del móvil d = distancia o desplazamiento del móvil t = tiempo en que se realiza el desplazamiento Fórmula:

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v = d/t ; d = (v)(t) ; t = d/v

Las unidades de velocidad son: En el SI V = m/s En el CGS V = cm/s

Tiro vertical Movimiento uniformemente variado, donde la aceleración es la de la gravedad y la dirección del movimiento puede ser ascendente o descendente, sin influencia de la fricción con el aire.

a = g v0 ≠ 0

Este movimiento siempre tiene velocidad inicial distinta de cero, sea lanzado hacia arriba o hacia abajo.

Las ecuaciones para éste movimiento son:

1) yf = y0 + v0.t + ½.g.t² Ecuación de posición

2) vf = v0 + g.t Ecuación de velocidad

3) vf² = v0² + 2.g.∆y Altura Máxima : El único instante donde la velocidad es nula es cuando alcanza la altura máxima, si el objeto o móvil fue lanzado hacia arriba. Es el punto donde el objeto se detiene y comienza el descenso.

Ecuaciones para el caso de calcular la altura máxima:

1) y Máxima = y0 + v0.t + ½.g.t² Ecuación de posición

2) 0 = v0 + g.t Ecuación de velocidad

3) 0 = v0² + 2.g.∆y Velocidad Inicial : Una particularidad del tiro vertical es que un objeto lanzado hacia arriba con una determinada velocidad inicial, al regreso y pasando por el mismo punto de partida, posee el mismo valor de velocidad pero con sentido contrario al del lanzamiento.

El valor de la aceleración de la gravedad depende del paralelo (latitud) en que se determine dicho valor. En el ecuador (latitud = 0) la aceleración es igual a “9,78049 m/s²”, la aceleración promedio es de 9,81 m/s² , es usual usar un valor de 10 m/s² para agilizar la resolución de ejercicios.

Ejes convenientes para graficar el movimiento:

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Orientación de los vectores y selección de los signos de las variables según la dirección del movimiento:

Lanzamiento hacia ... Velocidad inicial Aceleración (g)

Vector Signo Vector Signo

Arriba ↑ + ↓ -

Abajo ↓ - ↓ -

Estos signos se deben aplicar cuando se reemplazan las variables por sus valores.

Nota : si la velocidad inicial es nula (v0 = 0) se trata de “Caída Libre”.

Caída Libre Se conoce como caída libre cuando desde cierta altura un cuerpo se deja caer para permitir que la fuerza de gravedad actué sobre el, siendo su velocidad inicial cero. En este movimientos el desplazamiento es en una sola dirección que corresponde al eje vertical (eje "Y").

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Es un movimiento uniformemente acelerado y la aceleración que actúa sobre los cuerpos es la de gravedad representada por la letra g, como la aceleración de la gravedad aumenta la velocidad del cuerpo, la aceleración se toma positiva. En el vacío, todos los cuerpos tienden a caer con igual velocidad. Un objeto al caer libremente está bajo la influencia única de la gravedad. Se conoce como aceleración de la gravedad. Y se define como la variación de velocidad que experimentan los cuerpos en su caída libre. El valor de la aceleración que experimenta cualquier masa sometida a una fuerza constante depende de la intensidad de esa fuerza y ésta, en el caso de la caída de los cuerpos, no es más que la atracción de la Tierra. Todos los cuerpos con este tipo de movimiento tienen una aceleración dirigida hacia abajo cuyo valor depende del lugar en el que se encuentren. los cuerpos dejados en caída libre aumentan su velocidad (hacia abajo) en 9,8 m/s cada segundo . La aceleración de gravedad es la misma para todos los objetos y es independiente de las masas de éstos. En la caída libre no se tiene en cuenta la resistencia del aire. Si se desprecia la resistencia del aire y se supone que aceleración en caída libre no varía con la altitud, entonces el movimiento vertical de un objeto que cae libremente es equivalente al movimiento con aceleración constante.

Leyes fundamentales de la Caída Libre a) Todo cuerpo que cae libremente tiene una trayectoria vertical

b) La caída de los cuerpos es un movimiento uniformemente acelerado c) Todos los cuerpos caen con la misma aceleración.

Los valores de la gravedad son:

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Fórmulas

Velocidad inicial: normalmente es la velocidad que se le imprime inicialmente a un objeto para ponerlo en movimiento. En este caso como no se le da una fuerza sino solo se deja caer la Vo es igual a cero. Velocidad final: es la velocidad que alcanzara el objeto cuando llega al punto final de la caída. Tiempo: Es lo que se demora el cuerpo en caer. Altura: la altura es la medida de longitud de una trayectoria o desplazamiento, siempre y cuando la medida se tomada como punto de referencia la vertical. Gravedad: Gravedad es una fuerza que trata de jalar los objetos hacia abajo. Cualquier cosa que tenga masa también tiene un tirón gravitacional. Entre más masa un objeto tenga, más fuerte es su tirón o jale de atracción gravitacional.

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Conclusiones -La caída libre cuando desde cierta altura un cuerpo se deja caer para permitir que la fuerza de gravedad actué sobre el. -La velocidad inicial es siempre cero. -Todo cuerpo que cae libremente tiene una trayectoria vertical -La Gravedad es una fuerza que trata de jalar los objetos hacia abajo. -En la caída libre no se toma en cuenta la resistencia al aire

Movimiento de Proyectiles Cuando un objeto es lanzado al aire, éste sufre una aceleración debida al efecto del campo gravitacional.

El movimiento más sencillo de éste tipo es la caída libre; pero cuando un cuerpo, además de desplazarse verticalmente, se desplaza horizontalmente, se dice que tiene un movimiento de proyectil, también conocido como movimiento parabólico, que es un caso más general de un cuerpo que se lanza libremente al campo gravitacional, y se trata de un movimiento bidimensional.

Un objeto que se lanza al espacio sin fuerza de propulsión propia recibe el nombre de proyectil*.

En éste movimiento, se desprecia el efecto de la resistencia del aire; entonces, el único efecto que un proyectil sufre en su movimiento es su peso, lo que le produce una aceleración constante igual al valor de la gravedad.

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Si la aceleración la definimos como una cantidad vectorial, entonces debería tener componentes en x e y. Pero para el caso, la única aceleración existente en el movimiento es la de la gravedad; como no existe ningún efecto en el movimiento horizontal del proyectil, la aceleración no tiene componente en x, y se limita entonces a ser un vector con dirección en el eje y.

Con lo anterior no quiere decir que la componente en x de la velocidad sea igual a cero (recordando que la velocidad es un vector).

Al analizar el movimiento en el eje x, la aceleración es igual a cero, entonces no existe cambio de la velocidad en el tiempo; por lo tanto, en el eje x se da un movimiento rectilíneo uniforme (M.R.U.).

Cuando el movimiento del proyectil es completo, es decir, se forma la parábola como se muestra en la figura anterior, el desplazamiento máximo en x (Xmax) se le conoce como el alcance horizontal del movimiento.

En cambio, en el eje y, se tiene una aceleración constante, igual al valor de la gravedad. Como la aceleración es constante, en el eje y se tiene un movimiento igual a una caída libre de un cuerpo.

Cuando el movimiento del proyectil forma la parábola que se muestra en la figura anterior, el desplazamiento máximo en y (Ymax) se conoce como la altura máxima del movimiento.

Si el movimiento es completo (forma la parábola completa), la altura máxima se da justamente en la mitad del tiempo en el que se llega al alcance horizontal; es decir, a la mitad del tiempo del movimiento completo.

La forma más sencilla de resolver problemas que involucran éste tipo de movimiento es analizar el movimiento en cada eje, encontrando las componentes de la velocidad en cada eje y sus desplazamientos.

Las fórmulas que se utilizan son las mismas deducidas para el M.R.U. y la caída libre.

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SEGUNDO PARCIAL

PRIMERA LEY O LEY DE INERCIA

La primera ley de Newton, conocida también como Ley de inercia, nos dice que si sobre un cuerpo no actúa ningún otro, este permanecerá indefinidamente moviéndose en línea recta con velocidad constante (incluido el estado de reposo, que equivale a velocidad cero).

La Primera ley de Newton nos dice que para que un cuerpo altere su movimiento es necesario que exista algo que provoque dicho cambio. Ese algo es lo que conocemos como fuerzas. Estas son el resultado de la acción de unos cuerpos sobre otros.

SEGUNDA LEY O PRINCIPIO O PRINCIPIO FUNDAMENTAL DE LA DINÁMICA

La Segunda ley de Newton se encarga de cuantificar el concepto de fuerza. Nos dice que la fuerza neta aplicada sobre un cuerpo es proporcional a la aceleración que adquiere dicho cuerpo. La constante de proporcionalidad es la masa del cuerpo.

F = m a

Tanto la fuerza como la aceleración son magnitudes vectoriales, es decir, tienen, además de un valor, una dirección y un sentido. De esta manera, la Segunda ley de Newton debe expresarse como:

F = m a

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La unidad de fuerza en el Sistema Internacional es el Newton y se representa por N. Un Newton es la fuerza que hay que ejercer sobre un cuerpo de un kilogramo de masa para que adquiera una aceleración de 1 m/s2, o sea,

1 N = 1 Kg · 1 m/s2

TERCERA LEY O PRINCIPIO DE ACCIÓN-REACCIÓN Tal como comentamos en al principio de la Segunda Ley de Newton las fuerzas son el resultado de la acción de unos cuerpos sobre otros.

La tercera ley, también conocida como Principio de acción y reacción nos dice que si un cuerpo A ejerce una acción sobre otro cuerpo B, éste realiza sobre A otra acción igual y de sentido contrario.

Esto es algo que podemos comprobar a diario en numerosas ocasiones. Por ejemplo, cuando queremos dar un salto hacia arriba, empujamos el suelo para impulsarnos. La reacción del suelo es la que nos hace saltar hacia arriba.

Cuando estamos en una piscina y empujamos a alguien, nosotros también nos movemos en sentido contrario. Esto se debe a la reacción que la otra persona hace sobre nosotros, aunque no haga el intento de empujarnos a nosotros.

Hay que destacar que, aunque los pares de acción y reacción tenga el mismo valor y sentidos contrarios, no se anulan entre sí, puesto que actúan sobre cuerpos distintos.

FRICCIÓN Del latín frictio, el término fricción deriva de friccionar. Este verbo refiere a frotar, restregar o rozar algo. Se conoce como fuerza de fricción a la que realiza una oposición al desplazamiento de una superficie sobre otra, o a aquélla opuesta al comienzo de un movimiento.

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Fricción La fricción, como fuerza, se origina por las imperfecciones entre los objetos que mantienen contacto, las cuales pueden ser minúsculas, y generan un ángulo de rozamiento. Es posible distinguir entre la fricción estática, que es una resistencia que necesita ser trascendida para movilizar una cosa frente a otra con la que tiene contacto, y la fricción dinámica, que es la magnitud constante que genera oposición al desplazamiento cuando éste ya se inició. En pocas palabras, el primer tipo tiene lugar cuando los cuerpos se encuentran en reposo relativo, mientras que el segundo ocurre una vez que se encuentran en movimiento. Un ejemplo de fricción estática ocurre cuando un motor se encuentra detenido durante un largo periodo. Por otra parte, la fricción dinámica puede verse a partir de la acción de las ruedas de un vehículo al momento de frenar. Aunque no se conocen con exactitud todas las diferencias entre ambos tipos de rozamiento, la idea general es que el estático es ligeramente mayor que el dinámico; como las superficies en las que se dará la fricción se encuentran en reposo, es posible que se generen enlaces iónicos o micro soldaduras que los aferren entre sí, lo cual no tiene lugar una vez en movimiento. El coeficiente de fricción, que a menudo se simboliza con la letra griega µ (pronunciada “mu”), es un valor escalar sin dimensión que describe la proporción de la fuerza de fricción entre dos cuerpos y de la que los junta. Éste puede estar apenas encima de cero o ser mayor a uno y depende de los materiales en cuestión; por ejemplo, el hielo sobre el acero tiene un coeficiente de fricción bajo, mientras que la goma sobre el pavimento, uno alto. Este término fue presentado por el físico francés Arthur-Jules Morín en el siglo XIX. Cabe mencionar que el coeficiente de fricción es una medición empírica, lo cual indica que fue advertida a través de la experimentación y que no es posible calcularla. Retomando las diferencias entre tipos de superficies, dado un caso de rozamiento, es muy probable que el coeficiente resulte mayor en un caso estático que en uno dinámico. Una excepción es el de la dupla teflón sobre teflón, ya que el valor coincide para ambos tipos de contacto. Aunque en general se dice que el coeficiente de fricción es una propiedad de los materiales, es más adecuado definirlo como una propiedad de los sistemas. La razón es que existen factores más allá de las características de cada superficie que afectan los resultados, tales como la temperatura, la velocidad y la atmósfera. Por ejemplo, un alfiler de cobre deslizándose por una gruesa lámina del mismo material puede tener un coeficiente que vaya de 0,6 a 0,2, de forma inversamente proporcional a la velocidad. Existen juguetes a fricción que imitan el comportamiento de vehículos como automóviles o camiones. Éstos se deben arrastrar hacia atrás, de modo que sus ruedas puedan desarrollar el mecanismo de fricción y tomar impulso. Cuando se sueltan, las fuerzas en cuestión le permiten avanzar.

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Energía potencial asociada a campos de fuerza

La energía potencial puede definirse solamente cuando la fuerza es conservativa . Si las fuerzas que actúan sobre un cuerpo son no

conservativas, entonces no se puede definir la energía potencial, como se verá a continuación. Una fuerza es conservativa cuando se

cumple alguna de las siguientes propiedades:

• El trabajo realizado por la fuerza entre dos puntos es independiente del camino recorrido.

• El trabajo realizado por la fuerza para cualquier camino cerrado es nulo.

• Cuando el rotacional de la fuerza es cero.

Se puede demostrar que todas las propiedades son equivalentes (es decir, que cualquiera de ellas implica la otra). En estas condiciones,

la energía potencial se define como:

Si las fuerzas no son conservativas no existirá en general una manera unívoca de definir la anterior integral. De la propiedad anterior se

sigue que si la energía potencial es conocida, se puede obtener la fuerza a partir del gradiente de U:

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También puede recorrerse el camino inverso: suponer la existencia una función energía potencial y definir la fuerza correspondiente

mediante la fórmula anterior. Se puede demostrar que toda fuerza así definida es conservativa.

La forma funcional de la energía potencial depende de la fuerza de que se trate; así, para el campo gravitatorio (o eléctrico), el resultado

del producto de las masas (o cargas) por una constante dividido por la distancia entre las masas (cargas), por lo que va disminuyendo a

medida que se incrementa dicha distancia.

Energía potencial

La energía potencial es aquella que tiene un cuerpo debido a su posición en un determinado momento. Por ejemplo un cuerpo que se encuentra a una cierta altura puede caer y provocar un trabajo o un resorte comprimido o estirado puede mover un cuerpo también produciendo trabajo. La energía potencial la consideramos como la suma de las energías potencial gravitatoria y potencial elástica, por lo tanto: Ep = Epg + Epe Energía potencial gravitatoria (Epg) Es la que tienen los cuerpos debido a la gravedad de la tierra. Se calcula multiplicando el peso por la altura. Se suele considerar que a una altura cero la Epg es cero, por lo tanto se calcula como: Epg = P h Epg = m g h P = Peso h = Altura m = Masa g = Aceleración de la gravedad Epg = Energía potencial gravitatoria

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Energía potencial elástica (Epe)

Es la energía acumulada en un cuerpo elástico tal como un resorte. Se calcula como:

K=Constante del resorte

∆x = Desplazamiento desde la posición normal

Energía eléctrica

Se denomina energía eléctrica a la forma de energía que resulta de la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos, lo que permite establecer una corriente eléctrica entre ambos (cuando se les coloca en contacto por medio de un conductor eléctrico) para obtener trabajo.

Energía luminosa

La energía lumínica o luminosa es la energía fracción percibida de la energía transportada por la luz y que se manifiesta sobre la materia de distintas maneras, una de ellas es arrancar los electrones de los metales, puede comportarse como una onda o como si fuera materia, pero lo más normal es que se desplace como una onda e interactúe con la materia de forma material o física.

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Energía mecánica

La energía mecánica es la energía que se debe a la posición y al movimiento de un cuerpo, por lo tanto, es la suma de las energías potencial, cinética y la energía elástica de un cuerpo en movimiento. Expresa la capacidad que poseen los cuerpos con masa de efectuar un trabajo.

Energía térmica

Se denomina energía térmica a la energía liberada en forma de calor. Puede ser obtenida de la naturaleza, a partir de la energía térmica, mediante una reacción exotérmica, como la combustión de algún combustible; por una reacción nuclear de fisión o de fusión; mediante energía eléctrica por efecto Joule o por efecto termoeléctrico; o por rozamiento, como residuo de otros procesos mecánicos o químicos. Asimismo, es posible aprovechar energía de la naturaleza que se encuentra en forma de energía térmica, como la energía geotérmica o la energía solar fotovoltaica.

La energía térmica se puede transformar utilizando un motor térmico, ya sea en energía eléctrica, en una central termoeléctrica; o en trabajo mecánico, como en un motor de automóvil, avión o barco.

La obtención de energía térmica implica un impacto ambiental. La combustión libera dióxido de carbono (CO2) y emisiones contaminantes. La tecnología actual en energía nuclear da lugar a residuos radiactivos que deben ser controlados. Además deben tenerse en cuenta la utilización de terreno de las plantas generadoras de energía y los riesgos de contaminación por accidentes en el uso de los materiales implicados, como los derrames depetróleo o de productos petroquímicos derivados.

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Energía eólica

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

El término eólico viene del latín Aeolicus, perteneciente o relativo a Eolo, dios de los vientos en la mitología griega. La energía eólica ha sido aprovechada desde la antigüedad para mover los barcos impulsados por velas o hacer funcionar la maquinaria de molinos al mover sus aspas.

En la actualidad, la energía eólica es utilizada principalmente para producir energía eléctrica mediante aerogeneradores. A finales de 2007, la capacidad mundial de los generadores eólicos fue de 94.1 gigavatios.1 Mientras la eólica genera alrededor del 1% del consumo de electricidad mundial,2 representa alrededor del 19% de la producción eléctrica en Dinamarca, 9% en España y Portugal, y un 6% en Alemania e Irlanda (Datos del 2007). En el año 2008 el porcentaje aportado por la energía eólica en España aumentó hasta el 11%.3

La energía eólica es un recurso abundante, renovable, limpio y ayuda a disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero al reemplazar termoeléctricas a base de combustibles fósiles, lo que la convierte en un tipo de energía verde. Sin embargo, el principal inconveniente es su intermitencia.

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Energía solar

La energía solar es la energía obtenida mediante la captación de la luz y el calor emitidos por el Sol.

La radiación solar que alcanza la Tierra puede aprovecharse por medio del calor que produce a través de la absorción de la radiación, por ejemplo en dispositivos ópticos o de otro tipo. Es una de las llamadas energías renovables, particularmente del grupo no contaminante, conocido como energía limpia o energía verde. Si bien, al final de su vida útil, los paneles fotovoltaicos pueden suponer un residuo contaminante difícilmente reciclable al día de hoy.

La potencia de la radiación varía según el momento del día, las condiciones atmosféricas que la amortiguan y la latitud. Se puede asumir que en buenas condiciones de irradiación el valor es de aproximadamente 1000 W/m² en la superficie terrestre. A esta potencia se la conoce como irradiancia.

La radiación es aprovechable en sus componentes directa y difusa, o en la suma de ambas. La radiación directa es la que llega directamente del foco solar, sin reflexiones o refracciones intermedias. La difusa es la emitida por la bóveda celeste diurna gracias a los múltiples fenómenos de reflexión y refracción solar en la atmósfera, en las nubes y el resto de elementos atmosféricos y terrestres. La radiación directa puede reflejarse y concentrarse para su utilización, mientras que no es posible concentrar la luz difusa que proviene de todas las direcciones.

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La irradiancia directa normal fuera de la atmósfera, recibe el nombre de constante solar y tiene un valor medio de 1354 W/m² (que corresponde a un valor máximo en el perihelio de 1395 W/m² y un valor mínimo en el afelio de 1308 W/m²).

Según informes de Greenpeace, la energía solar fotovoltaica podría suministrar electricidad a dos tercios de la población mundial en 2030.1

Energía nuclear

La energía nuclear es aquella que se libera como resultado de una reacción nuclear. Se puede obtener por el proceso de Fisión Nuclear (división de núcleos atómicos pesados) o bien por Fusión Nuclear (unión de núcleos atómicos muy livianos). En las reacciones nucleares se libera una gran cantidad de energía debido a que parte de la masa de las partículas involucradas en el proceso, se transforma directamente en energía. Lo anterior se puede explicar basándose en la relación Masa-Energía producto de la genialidad del gran físico Albert Einstein.

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Energía cinética

Energía que un objeto posee debido a su movimiento. La energía cinética depende de la masa y la velocidad del objeto según la ecuación E = 1mv2, donde m es la masa del objeto y v2 la velocidad del mismo elevada al cuadrado. La energía asociada a un objeto situado a determinada altura sobre una superficie se denomina energía potencial. Si se deja caer el objeto, la energía potencial se convierte en energía cinética.

Energía potencial

La energía potencial es la capacidad que tienen los cuerpos para realizar un trabajo, dependiendo de la configuración que tengan en un sistema de cuerpos que ejercen fuerzas entre sí. Puede pensarse como la energía almacenada en un sistema, o como una medida del trabajo que un sistema puede entregar. Más rigurosamente, la energía potencial es una magnitud escalar asociada a un campo de fuerzas (o como en elasticidad un campo tensorial de tensiones). Cuando la energía potencial está asociada a un campo de fuerzas, la diferencia entre los valores del campo en dos puntos A y B es igual al trabajo realizado por la fuerza para cualquier recorrido entre B y A.

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Energía química

La energía química es la energía acumulada en los alimentos y en los combustibles. Se produce por la transformación de sustancias químicas que contienen los alimentos o elementos, posibilita mover objetos o generar otro tipo de energía.

Energía hidráulica

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Se denomina energía hidráulica o energía hídrica a aquella que se obtiene del aprovechamiento de las energías cinética y potencial de la corriente de ríos, saltos de agua o mareas. Es un tipo de energía verde cuando su impacto ambiental es mínimo y usa la fuerza hídrica sin represarla, en caso contrario es considerada sólo una forma de energía renovable.

Energía sonora

La energía sonora es aquella que se produce con la vibración o el movimiento de un objeto, que hace vibrar también el aire que lo rodea y esa vibración se transforma en impulsos eléctricos que en el cerebro se interpretan como sonidos.

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Energía radiante

Es la energía que poseen las ondas electromagnéticas como la luz visible, las ondas de radio, los rayos ultravioletas (UV), los rayos infrarrojos (IR), etc. La característica principal de esta energía es que se propaga en el vacío sin necesidad de soporte material alguno. Se transmite por unidades llamadas fotones, estas unidades llamadas fotones actúan también como partículas, debe ser como lo plantease el físico Albert Einstein en su teoría de la relatividad general.

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Energía fotovoltaica

Los sistemas de energía fotovoltaica permiten la transformación de la luz solar en energía eléctrica, es decir, la conversión de una partícula luminosa con energía (fotón) en una energía electromotriz (voltaica).

El elemento principal de un sistema de energía fotovoltaica es la célula fotoeléctrica, un dispositivo construido de silicio (extraído de la arena común).

Energía de reacción

En una reacción química el contenido energético de los productos es, en general, diferente del correspondiente a los reactivos. Este defecto o exceso de energía es el que se pone en juego en la reacción. La energía desprendida o absorbida puede ser en forma de energía luminosa, eléctrica, mecánica, etc.. pero habitualmente se manifiesta en forma de calor. El calor intercambiado en una reacción química se llama calor de reacción y tiene un valor característico para cada reacción. Las reacciones pueden entonces clasificarse en exotérmicas o endotérmicas, según que haya desprendimiento o absorción de calor. C

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Energía iónica

La energía de ionización es la cantidad de energía que se necesita para separar el electrón menos fuertemente unido de un átomo neutro gaseoso en su estado fundamental.

El petróleo como energía

Es un recurso natural no renovable y actualmente también es la principal fuente de energía en los países desarrollados. El petróleo líquido puede presentarse asociado a capas de gas natural, en yacimientos que han estado enterrados durante millones de años, cubiertos por los estratos superiores de la corteza terrestre.

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El gas natural como energía

El gas natural es una fuente de energía no renovable formada por una mezcla de gases que se encuentra frecuentemente en yacimientos de petróleo, disuelto o asociado con el petróleo o en depósitos de carbón. Aunque su composición varía en función del yacimiento del que se extrae, está compuesto principalmente por metano en cantidades que comúnmente pueden superar el 90 ó 95%, y suele contener otros gases como nitrógeno, CO2, H2S, helio y mercaptanos.

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El carbón como energía

El carbón es un tipo de roca formada por el elemento químico carbono mezclado con otras sustancias. Es una de las principales fuentes de energía. En 1990, por ejemplo, el carbón suministraba el 27,2% de la energía comercial del mundo.

Energía geotérmica

La energía geotérmica es aquella energía que puede ser obtenida por el hombre mediante el aprovechamiento del calor del interior de la Tierra. El calor del interior de la Tierra se debe a varios factores, entre los que caben destacar el gradiente geotérmico, el calor radiogénico, etc. Geotérmico viene del griego geo, "Tierra", y thermos, "calor"; literalmente "calor de la Tierra".

Energía mareomotriz

Es la que resulta de aprovechar las mareas, es decir, la diferencia de altura media de los mares según la posición relativa de la Tierra y la Luna, y que resulta de la atracción gravitatoria de esta última y del Sol sobre las masas de agua de los mares. Esta diferencia de alturas puede aprovecharse interponiendo partes móviles al movimiento natural de ascenso o descenso de las aguas, junto con mecanismos de canalización y depósito, para obtener movimiento en un eje.

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Energía electromagnética

La energía electromagnética es la cantidad de energía almacenada en una región del espacio que podemos atribuir a la presencia de un campo electromagnético, y que se expresará en función de las intensidades de campo magnético y campo eléctrico. En un punto del espacio la densidad de energía electromagnética depende de una suma de dos términos proporcionales al cuadrado de las intensidades de campo.

Energía metabólica

La energía metabólica o metabolismo es el conjunto de reacciones y procesos físico-químicos que ocurren en una célula. Estos complejos procesos interrelacionados son la base de la vida a nivel molecular, y permiten las diversas actividades de las células: crecer, reproducirse, mantener sus estructuras, responder a estímulos, etc.

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Biomasa

La más amplia definición de BIOMASA sería considerar como tal a toda la materia orgánica de origen vegetal o animal, incluyendo los materiales procedentes de su transformación natural o artificial. Clasificándolo de la siguiente forma:

• Biomasa natural, es la que se produce en la naturaleza sin la intervención humana.

• Biomasa residual, que es la que genera cualquier actividad humana, principalmente en los procesos agrícolas, ganaderos y los del propio hombre, tal como, basuras y aguas residuales.

• Biomasa producida, que es la cultivada con el propósito de obtener biomasa transformable en combustible, en vez de producir alimentos, como la caña de azúcar en Brasil, orientada a la producción de etanol para carburante.

Desde el punto de vista energético, la biomasa se puede aprovechar de dos maneras; quemándola para producir calor o transformándola en combustible para su mejor transporte y almacenamiento la naturaleza de la biomasa es muy variada, ya que depende de la propia fuente, pudiendo ser animal o vegetal, pero generalmente se puede decir que se compone de hidratos de carbono, lípidos y prótidos. Siendo la biomasa vegetal la que se compone mayoritariamente de hidratos de carbono y la animal de lípidos y prótidos.

Pudiéndose obtener combustibles:

• Sólidos, Leña, astillas, carbón vegetal.

• Líquidos, biocarburantes, aceites, aldehídos, alcoholes, cetonas, ácidos orgánicos...

• Gaseosos, biogás, hidrógeno.

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Energía hidroeléctrica

La energía hidroeléctrica es la que se obtiene de la caída del agua desde cierta altura a un nivel inferior lo que provoca el movimiento de ruedas hidráulicas o turbinas. La hidroelectricidad es un recurso natural disponible en las zonas que presentan suficiente cantidad de agua. Su desarrollorequiere construir pantanos, presas, canales de derivación, y la instalación de grandes turbinas y equipamiento para generar electricidad. Todo ello implica la inversión de grandes sumas de dinero, por lo que no resulta competitiva en regiones donde el carbón o el petróleo son baratos, aunque el coste de mantenimiento de una central térmica, debido al combustible, sea más caro que el de una central hidroeléctrica. Sin embargo, el peso de las consideraciones medioambientales centra la atención en estas fuentes de energía renovables.

Energía biovegetal

Un producto Biovegetal es la madera, y la energía desprendida en su combustión ha sido utilizada por el hombre desde hace siglos para calentarse y para cocinar sus alimentos. Pero actualmente existen otros productos en grandes cantidades, los desechos, de los cuáles, como resultado de su combustión, se obtendría una cantidad no poco importante de energía.

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Energía marina

¿Qué son los campos electromagnéticos?

Definiciones y fuentes

Campos eléctricos tienen su origen en diferencias de voltaje: entre más elevado sea el voltaje, más fuerte será el campo que resulta. Campos magnéticos tienen su origen en las corrientes eléctricas: una corriente más fuerte resulta en un campo más fuerte. Un campo eléctrico existe aunque no haya corriente. Cuando hay corriente, la magnitud del campo magnético cambiará con el consumo de poder, pero la fuerza del campo eléctrico quedará igual. (Información que proviene de Electromagnetic Fields, publicado por la Oficina Regional de la OMS para Europa (1999). Fuentes naturales de campos electromagnéticos

En el medio en que vivimos, hay campos electromagnéticos por todas partes, pero son invisibles para el ojo humano. Se producen campos eléctricos por la acumulación de cargas eléctricas en determinadas zonas de la atmósfera por efecto de las tormentas. El campo magnético terrestre provoca la orientación de las agujas de los compases en dirección Norte-Sur y los pájaros y los peces lo utilizan para orientarse. Fuentes de campos electromagnéticos generadas por el hombre

Además de las fuentes naturales, en el espectro electromagnético hay también fuentes generadas por el hombre: Para diagnosticar la rotura de un hueso por un accidente deportivo, se utilizan los rayos X. La electricidad que surge de cualquier toma de corriente lleva asociados campos electromagnéticos de frecuencia baja. Además, diversos tipos de ondas de radio de frecuencia más alta se utilizan para transmitir información, ya sea por medio de antenas de televisión, estaciones de radio o estaciones base de telefonía móvil. Conceptos básicos sobre la longitud y frecuencia de las ondas

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¿Por qué son tan diferentes los diversos tipos de campos electromagnéticos? Una de las principales magnitudes que caracterizan un campo electromagnético (CEM) es su frecuencia, o la correspondiente longitud de onda. El efecto sobre el organismo de los diferentes campos electromagnéticos es función de su frecuencia. Podemos imaginar las ondas electromagnéticas como series de ondas muy uniformes que se desplazan a una velocidad enorme: la velocidad de la luz. La frecuencia simplemente describe el número de oscilaciones o ciclos por segundo, mientras que la expresión «longitud de onda» se refiere a la distancia entre una onda y la siguiente. Por consiguiente, la longitud de onda y la frecuencia están inseparablemente ligadas: cuanto mayor es la frecuencia, más corta es la longitud de onda. El concepto se puede ilustrar mediante una analogía sencilla. Ate una cuerda larga al pomo de una puerta y sujete el extremo libre. Si lo mueve lentamente arriba y abajo generará una única onda de gran tamaño; un movimiento más rápido generará numerosas ondas pequeñas. La longitud de la cuerda no varía, por lo que cuantas más ondas genere (mayor frecuencia), menor será la distancia entre las mismas (menor longitud de onda). ¿Qué diferencia hay entre los campos electromagnéticos no ionizantes y la radiación ionizante? La longitud de onda y la frecuencia determinan otra característica importante de los campos electromagnéticos. Las ondas electromagnéticas son transportadas por partículas llamadas cuantos de luz. Los cuantos de luz de ondas con frecuencias más altas (longitudes de onda más cortas) transportan más energía que los de las ondas de menor frecuencia (longitudes de onda más largas). Algunas ondas electromagnéticas transportan tanta energía por cuanto de luz que son capaces de romper los enlaces entre las moléculas. De las radiaciones que componen el espectro electromagnético, los rayos gamma que emiten los materiales radioactivos, los rayos cósmicos y los rayos X tienen esta capacidad y se conocen como «radiación ionizante». Las radiaciones compuestas por cuantos de luz sin energía suficiente para romper los enlaces moleculares se conocen como «radiación no ionizante». Las fuentes de campos electromagnéticos generadas por el hombre que constituyen una parte fundamental de las sociedades industriales (la electricidad, las microondas y los campos de radiofrecuencia) están en el extremo del espectro electromagnético correspondiente a longitudes de onda relativamente largas y frecuencias bajas y sus cuantos no son capaces de romper enlaces químicos. Campos electromagnéticos de frecuencias bajas

En presencia de una carga eléctrica positiva o negativa se producen campos eléctricos que ejercen fuerzas sobre las otras cargas presentes en el campo. La intensidad del campo eléctrico se mide en voltios por metro (V/m). Cualquier conductor eléctrico cargado genera un campo eléctrico asociado, que está presente aunque no fluya la corriente eléctrica. Cuanto mayor sea la tensión, más intenso será el campo eléctrico a una determinada distancia del conductor. Los campos eléctricos son más intensos cuanto menor es la distancia a la carga o conductor cargado que los genera y su intensidad disminuye rápidamente al aumentar la distancia. Los materiales conductores, como los metales, proporcionan una protección eficaz contra los campos magnéticos. Otros materiales, como los materiales de construcción y los árboles, presentan también cierta capacidad protectora. Por consiguiente, las paredes, los edificios y los árboles reducen la intensidad de los campos eléctricos de las líneas de conducción eléctrica situadas en el exterior de las casas. Cuando las líneas de conducción eléctrica están enterradas en el suelo, los campos eléctricos que generan casi no pueden detectarse en la superficie. Los campos magnéticos se originan por el movimiento de cargas eléctricas. La intensidad de los campos magnéticos se mide en amperios por metro (A/m), aunque en las investigaciones sobre campos electromagnéticos los científicos utilizan más frecuentemente una magnitud relacionada, la densidad de flujo (en microteslas, µT). Al contrario que los campos eléctricos, los campos magnéticos sólo aparecen cuando se pone en marcha un aparato eléctrico y fluye la corriente. Cuanto mayor sea la intensidad de la corriente, mayor será la intensidad del campo magnético.

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Al igual que los campos eléctricos, los campos magnéticos son más intensos en los puntos cercanos a su origen y su intensidad disminuye rápidamente conforme aumenta la distancia desde la fuente. Los materiales comunes, como las paredes de los edificios, no bloquean los campos magnéticos.

Campos eléctricos Campos magnéticos

La fuente de los campos magnéticos es la tensión eléctrica. Su intensidad se mide en voltios por metro (V/m). Puede existir un campo eléctrico incluso cuando el aparato eléctrico no está en marcha. La intensidad del campo disminuye conforme aumenta la distancia desde la fuente. La mayoría de los materiales de construcción protegen en cierta medida de los campos eléctricos.

La fuente de los campos magnéticos es la corriente eléctrica. Su intensidad se mide en amperios por metro (A/m). Habitualmente, los investigadores de CEM utilizan una magnitud relacionada, la densidad de flujo (en microteslas (µT) o militeslas (mT). Los campos magnéticos se originan cuando se pone en marcha un aparato eléctrico y fluye la corriente. La intensidad del campo disminuye conforme aumenta la distancia desde la fuente. La mayoría de los materiales no atenúan los campos magnéticos.

Campos eléctricos Al enchufar un cable eléctrico en una toma de corriente se generan campos eléctricos en el aire que rodea al aparato eléctrico. Cuanto mayor es la tensión, más intenso es el campo eléctrico producido. Como puede existir tensión aunque no haya corriente eléctrica, no es necesario que el aparato eléctrico esté en funcionamiento para que exista un campo eléctrico en su entorno. (Por gentileza de la National Radiological Protection Board, Junta nacional de protección radiológica del Reino Unido) Los campos magnéticos se generan únicamente cuando fluye la corriente eléctrica. En este caso, coexisten en el entorno del aparato eléctrico campos magnéticos y eléctricos. Cuanto mayor es la intensidad de la corriente, mayor es la intensidad del campo magnético. La transmisión y distribución de electricidad se realiza a tensión alta, mientras que en el hogar se utilizan tensiones bajas. Las tensiones de los equipos de transmisión de electricidad varían poco de unos días a otros; la corriente de las líneas de transmisión varía en función del consumo eléctrico.

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Los campos eléctricos existentes en torno al cable de un electrodoméstico sólo desaparecen cuando éste se desenchufa o se desconecta de la toma de corriente, aunque no desaparecerán los campos eléctricos del entorno del cable situado en el interior de la pared que alimenta al enchufe. ¿En qué se diferencian los campos estáticos de los campos variables en el tiempo? Un campo estático es el que no varía en el tiempo. Una corriente continua (DC, en inglés) es una corriente eléctrica que fluye siempre en el mismo sentido. En cualquier aparato eléctrico alimentado con pilas fluye corriente de la pila al aparato y de éste a la pila, generándose un campo magnético estático. El campo magnético terrestre es también un campo estático, así como el campo magnético que rodea a una barra imantada, el cual puede visualizarse por medio del dibujo que se forma cuando se espolvorean limaduras de hierro en torno a la barra.

En cambio, las corrientes alternas (AC, en inglés) forman campos electromagnéticos variables en el tiempo. Las corrientes alternas invierten su sentido de forma periódica. En la mayoría de los países de Europa la corriente alterna cambia de sentido con una frecuencia de 50 ciclos por segundo, o 50 Hz (hertz o hertzios) y, de forma correspondiente, el campo electromagnético asociado cambia de orientación 50 veces cada segundo. La frecuencia de la corriente eléctrica en los países de América del Norte es de 60 Hz. ¿Cuáles son las principales fuentes de campos de frecuencia baja, media y alta? Los campos electromagnéticos variables en el tiempo que producen los aparatos eléctricos son un ejemplo de campos de frecuencia extremadamente baja (FEB, o ELF, en inglés), con frecuencias generalmente de hasta 300 Hz. Otras tecnologías producen campos de frecuencia intermedia (FI), con frecuencias de 300 Hz a 10 MHz, y campos de radiofrecuencia (RF), con frecuencias de 10 MHz a 300 GHz. Los efectos de los campos electromagnéticos sobre el organismo no sólo dependen de su intensidad sino también de su frecuencia y energía. Las principales fuentes de campos de FEB son la red de suministro eléctrico y todos los aparatos eléctricos; las pantallas de computadora, los dispositivos antirrobo y los sistemas de seguridad son las principales fuentes de campos de FI y las principales fuentes de campos de RF son la radio, la televisión, las antenas de radares y teléfonos celulares y los hornos de microondas. Estos campos inducen corrientes en el organismo que, dependiendo de su amplitud y frecuencia, pueden producir diversos efectos como calentamiento y

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sacudidas eléctricas. (No obstante, para producir estos efectos, los campos exteriores al organismo deben ser muy intensos, mucho más que los presentes habitualmente en el medio.) Campos electromagnéticos de frecuencias altas

Los teléfonos móviles, la televisión y los transmisores de radio y radares producen campos de RF. Estos campos se utilizan para transmitir información a distancias largas y son la base de las telecomunicaciones, así como de la difusión de radio y televisión en todo el mundo. Las microondas son campos de RF de frecuencias altas, del orden de GHz. En los hornos de microondas, utilizamos estos campos para el calentamiento rápido de alimentos. En las frecuencias de radio, los campos eléctricos y magnéticos están estrechamente relacionados y sus niveles se miden normalmente por la densidad de potencia, en vatios por metro cuadrado (W/m2). Puntos clave:

1. El espectro electromagnético abarca tanto fuentes de campos electromagnéticos naturales como fuentes generadas por el hombre. 2. Un campo electromagnético se caracteriza mediante su frecuencia o su longitud de onda. En una onda electromagnética, estas dos características están

directamente relacionadas entre sí: cuanto mayor es la frecuencia, más corta es la longitud de onda. 3. La radiación ionizante, como los rayos X y rayos gamma, contiene fotones con energía suficiente para romper enlaces moleculares. Los fotones de las ondas

electromagnéticas de frecuencias de red y de radio son mucho menos energéticos y no tienen esa capacidad. 4. Los campos eléctricos se generan en presencia de una carga eléctrica y su intensidad se mide en voltios por metro (V/m). Los campos magnéticos se originan

por la corriente eléctrica. Sus densidades de flujo se miden en µT (microtesla) o mT (militesla). 5. En las frecuencias de radio y de microondas, los campos eléctricos y magnéticos se consideran, conjuntamente, como los dos componentes de una onda

electromagnética. La intensidad de estos campos se describe mediante la densidad de potencia, medida en vatios por metro cuadrado (W/m2). 6. Las ondas electromagnéticas de frecuencia baja y frecuencia alta afectan al organismo de formas diferentes. 7. Las redes de distribución eléctrica y los aparatos eléctricos son las fuentes más comunes de campos eléctricos y magnéticos de frecuencia baja del entorno

cotidiano. Las fuentes habituales de campos electromagnéticos de radiofrecuencia son las telecomunicaciones, las antenas de radiodifusión y los hornos de microondas.

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TERCER PARCIAL

Ley de gravitación universa

Fuerzas mutuas de atracción entre dos esferas de diferente tamaño. De acuerdo con la mecánica newtoniana las dos fuerzas son iguales en módulo,

pero de sentido contrario; al estar aplicadas en diferentes cuerpos no se anulan y su efecto combinado no altera la posición del centro de

gravedad conjunto de ambas esferas.

La ley de gravitación universal es una ley física clásica que describe la interacción gravitatoria entre distintos cuerpos con masa. Fue formulada por Isaac Newton en su libro Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, publicado en 1687, donde establece por primera vez una relación proporcional (deducida empíricamente de la observación) de la fuerza con que se atraen dos objetos con masa. Así, Newton dedujo que la fuerza con que se atraen dos cuerpos tenía que ser proporcional al producto de sus masas dividido por la distancia entre ellos al cuadrado. Para grandes distancias de separación entre cuerpos se observa que dicha fuerza actúa de manera muy aproximada como si toda la masa de cada uno de los cuerpos estuviese concentrada únicamente en su centro de gravedad, es decir, es como si

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dichos objetos fuesen únicamente un punto, lo cual permite reducir enormemente la complejidad de las interacciones entre cuerpos complejos.

Así, con todo esto resulta que la ley de la gravitación universal predice que la fuerza ejercida entre dos cuerpos de masas y separados una distancia es igual al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia, es decir:

es decir, cuanto más masivos sean los cuerpos y más cercanos se encuentren, con mayor fuerza se atraerán.

El valor de esta constante de gravitación universal no pudo ser establecido por Newton, que únicamente dedujo la forma de la interacción gravitatoria, pero no tenía suficientes datos como para establecer cuantitativamente su valor. Únicamente dedujo que su valor debería ser muy pequeño. Solo mucho tiempo después se desarrollaron las técnicas necesarias para calcular su valor, y aún hoy es una de las constantes universales conocidas con menor precisión. En 1798 se hizo el primer intento de medición (véase el experimento de Cavendish) y en la actualidad, con técnicas mucho más precisas se ha llegado a estos resultados:1

en unidades del Sistema Internacional.

Esta ley recuerda mucho a la forma de la ley de Coulomb para las fuerzas electrostáticas, ya que ambas leyes siguen una ley de la inversa del cuadrado (es decir, la fuerza decae con el cuadrado de la distancia) y ambas son proporcionales al producto de magnitudes propias de los cuerpos (en el caso gravitatorio de sus masas y en el caso electrostático de su carga eléctrica).

Aunque actualmente se conocen los límites en los que dicha ley deja de tener validez (lo cual ocurre básicamente cuando nos encontramos cerca de cuerpos extremadamente masivos), en cuyo caso es necesario realizar una descripción a través de la relatividad general enunciada por Albert Einstein en 1915, dicha ley sigue siendo ampliamente utilizada y permite describir con una extraordinaria precisión los movimientos de los cuerpos (como planetas, lunas o asteroides) del Sistema Solar, por lo que a grandes rasgos, para la mayor parte de las aplicaciones cotidianas sigue siendo la utilizada, debido a su mayor simplicidad frente a la relatividad general, y a que esta en estas situaciones no predice variaciones detectables respecto a la gravitación universal.

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¿Qué son los campos electromagnéticos

Campos eléctricos tienen su origen en diferencias de voltaje: entre más elevado sea el voltaje, más fuerte será el campo que resulta. Campos magnéticos tienen su origen en las corrientes eléctricas: una corriente más fuerte resulta en un campo más fuerte. Un campo eléctrico existe aunque no haya corriente. Cuando hay corriente, la magnitud del campo magnético cambiará con el consumo de poder, pero la fuerza del campo eléctrico quedará igual. (Información que proviene de Electromagnetic Fields, publicado por la Oficina Regional de la OMS para Europa (1999). Fuentes naturales de campos electromagnéticos

En el medio en que vivimos, hay campos electromagnéticos por todas partes, pero son invisibles para el ojo humano. Se producen campos eléctricos por la acumulación de cargas eléctricas en determinadas zonas de la atmósfera por efecto de las tormentas. El campo magnético terrestre provoca la orientación de las agujas de los compases en dirección Norte-Sur y los pájaros y los peces lo utilizan para orientarse. Fuentes de campos electromagnéticos generadas por el hombre

Además de las fuentes naturales, en el espectro electromagnético hay también fuentes generadas por el hombre: Para diagnosticar la rotura de un hueso por un accidente deportivo, se utilizan los rayos X. La electricidad que surge de cualquier toma de corriente lleva asociados campos electromagnéticos de frecuencia baja. Además, diversos tipos de ondas de radio de frecuencia más alta se utilizan para transmitir información, ya sea por medio de antenas de televisión, estaciones de radio o estaciones base de telefonía móvil. Conceptos básicos sobre la longitud y frecuencia de las ondas

¿Por qué son tan diferentes los diversos tipos de campos electromagnéticos? Una de las principales magnitudes que caracterizan un campo electromagnético (CEM) es su frecuencia, o la correspondiente longitud de onda. El efecto sobre el organismo de los diferentes campos electromagnéticos es función de su frecuencia. Podemos imaginar las ondas electromagnéticas como series de ondas muy uniformes que se desplazan a una velocidad enorme: la velocidad de la luz. La frecuencia simplemente describe el número de oscilaciones o ciclos por segundo, mientras que la expresión «longitud de onda» se refiere a la distancia

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entre una onda y la siguiente. Por consiguiente, la longitud de onda y la frecuencia están inseparablemente ligadas: cuanto mayor es la frecuencia, más corta es la longitud de onda. El concepto se puede ilustrar mediante una analogía sencilla. Ate una cuerda larga al pomo de una puerta y sujete el extremo libre. Si lo mueve lentamente arriba y abajo generará una única onda de gran tamaño; un movimiento más rápido generará numerosas ondas pequeñas. La longitud de la cuerda no varía, por lo que cuantas más ondas genere (mayor frecuencia), menor será la distancia entre las mismas (menor longitud de onda). ¿Qué diferencia hay entre los campos electromagnéticos no ionizantes y la radiación ionizante? La longitud de onda y la frecuencia determinan otra característica importante de los campos electromagnéticos. Las ondas electromagnéticas son transportadas por partículas llamadas cuantos de luz. Los cuantos de luz de ondas con frecuencias más altas (longitudes de onda más cortas) transportan más energía que los de las ondas de menor frecuencia (longitudes de onda más largas). Algunas ondas electromagnéticas transportan tanta energía por cuanto de luz que son capaces de romper los enlaces entre las moléculas. De las radiaciones que componen el espectro electromagnético, los rayos gamma que emiten los materiales radioactivos, los rayos cósmicos y los rayos X tienen esta capacidad y se conocen como «radiación ionizante». Las radiaciones compuestas por cuantos de luz sin energía suficiente para romper los enlaces moleculares se conocen como «radiación no ionizante». Las fuentes de campos electromagnéticos generadas por el hombre que constituyen una parte fundamental de las sociedades industriales (la electricidad, las microondas y los campos de radiofrecuencia) están en el extremo del espectro electromagnético correspondiente a longitudes de onda relativamente largas y frecuencias bajas y sus cuantos no son capaces de romper enlaces químicos. Campos electromagnéticos de frecuencias bajas

En presencia de una carga eléctrica positiva o negativa se producen campos eléctricos que ejercen fuerzas sobre las otras cargas presentes en el campo. La intensidad del campo eléctrico se mide en voltios por metro (V/m). Cualquier conductor eléctrico cargado genera un campo eléctrico asociado, que está presente aunque no fluya la corriente eléctrica. Cuanto mayor sea la tensión, más intenso será el campo eléctrico a una determinada distancia del conductor. Los campos eléctricos son más intensos cuanto menor es la distancia a la carga o conductor cargado que los genera y su intensidad disminuye rápidamente al aumentar la distancia. Los materiales conductores, como los metales, proporcionan una protección eficaz contra los campos magnéticos. Otros materiales, como los materiales de construcción y los árboles, presentan también cierta capacidad protectora. Por consiguiente, las paredes, los edificios y los árboles reducen la intensidad de los campos eléctricos de las líneas de conducción eléctrica situadas en el exterior de las casas. Cuando las líneas de conducción eléctrica están enterradas en el suelo, los campos eléctricos que generan casi no pueden detectarse en la superficie. Los campos magnéticos se originan por el movimiento de cargas eléctricas. La intensidad de los campos magnéticos se mide en amperios por metro (A/m), aunque en las investigaciones sobre campos electromagnéticos los científicos utilizan más frecuentemente una magnitud relacionada, la densidad de flujo (en microteslas, µT). Al contrario que los campos eléctricos, los campos magnéticos sólo aparecen cuando se

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pone en marcha un aparato eléctrico y fluye la corriente. Cuanto mayor sea la intensidad de la corriente, mayor será la intensidad del campo magnético. Al igual que los campos eléctricos, los campos magnéticos son más intensos en los puntos cercanos a su origen y su intensidad disminuye rápidamente conforme aumenta la distancia desde la fuente. Los materiales comunes, como las paredes de los edificios, no bloquean los campos magnéticos. Campos eléctricos Campos magnéticos

La fuente de los campos magnéticos es la tensión eléctrica. Su intensidad se mide en voltios por metro (V/m). Puede existir un campo eléctrico incluso cuando el aparato eléctrico no está en marcha. La intensidad del campo disminuye conforme aumenta la distancia desde la fuente. La mayoría de los materiales de construcción protegen en cierta medida de los campos eléctricos.

La fuente de los campos magnéticos es la corriente eléctrica. Su intensidad se mide en amperios por metro (A/m). Habitualmente, los investigadores de CEM utilizan una magnitud relacionada, la densidad de flujo (en microteslas (µT) o militeslas (mT). Los campos magnéticos se originan cuando se pone en marcha un aparato eléctrico y fluye la corriente. La intensidad del campo disminuye conforme aumenta la distancia desde la fuente. La mayoría de los materiales no atenúan los campos magnéticos.

Campos eléctricos Al enchufar un cable eléctrico en una toma de corriente se generan campos eléctricos en el aire que rodea al aparato eléctrico. Cuanto mayor es la tensión, más intenso es el campo eléctrico producido. Como puede existir tensión aunque no haya corriente eléctrica, no es necesario que el aparato eléctrico esté en funcionamiento para que exista un campo eléctrico en su entorno. (Por gentileza de la National Radiological Protection Board, Junta nacional de protección radiológica del Reino Unido)

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Los campos magnéticos se generan únicamente cuando fluye la corriente eléctrica. En este caso, coexisten en el entorno del aparato eléctrico campos magnéticos y eléctricos. Cuanto mayor es la intensidad de la corriente, mayor es la intensidad del campo magnético. La transmisión y distribución de electricidad se realiza a tensión alta, mientras que en el hogar se utilizan tensiones bajas. Las tensiones de los equipos de transmisión de electricidad varían poco de unos días a otros; la corriente de las líneas de transmisión varía en función del consumo eléctrico.

Los campos eléctricos existentes en torno al cable de un electrodoméstico sólo desaparecen cuando éste se desenchufa o se desconecta de la toma de corriente, aunque no desaparecerán los campos eléctricos del entorno del cable situado en el interior de la pared que alimenta al enchufe. ¿En qué se diferencian los campos estáticos de los campos variables en el tiempo? Un campo estático es el que no varía en el tiempo. Una corriente continua (DC, en inglés) es una corriente eléctrica que fluye siempre en el mismo sentido. En cualquier aparato eléctrico alimentado con pilas fluye corriente de la pila al aparato y de éste a la pila, generándose un campo magnético estático. El campo magnético terrestre es también un campo estático, así como el campo magnético que rodea a una barra imantada, el cual puede visualizarse por medio del dibujo que se forma cuando se espolvorean limaduras de hierro en torno a la barra.

En cambio, las corrientes alternas (AC, en inglés) forman campos electromagnéticos variables en el tiempo. Las corrientes alternas invierten su sentido de forma periódica. En la mayoría de los países de Europa la corriente alterna cambia de sentido con una frecuencia de 50 ciclos por segundo, o 50 Hz (hertz o hertzios) y, de forma correspondiente, el campo electromagnético asociado cambia de orientación 50 veces cada segundo. La frecuencia de la corriente eléctrica en los países de América del Norte es de 60 Hz. ¿Cuáles son las principales fuentes de campos de frecuencia baja, media y alta? Los campos electromagnéticos variables en el tiempo que producen los aparatos eléctricos son un ejemplo de campos de frecuencia extremadamente baja (FEB, o ELF, en inglés), con frecuencias generalmente de hasta 300 Hz. Otras tecnologías producen campos de

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frecuencia intermedia (FI), con frecuencias de 300 Hz a 10 MHz, y campos de radiofrecuencia (RF), con frecuencias de 10 MHz a 300 GHz. Los efectos de los campos electromagnéticos sobre el organismo no sólo dependen de su intensidad sino también de su frecuencia y energía. Las principales fuentes de campos de FEB son la red de suministro eléctrico y todos los aparatos eléctricos; las pantallas de computadora, los dispositivos antirrobo y los sistemas de seguridad son las principales fuentes de campos de FI y las principales fuentes de campos de RF son la radio, la televisión, las antenas de radares y teléfonos celulares y los hornos de microondas. Estos campos inducen corrientes en el organismo que, dependiendo de su amplitud y frecuencia, pueden producir diversos efectos como calentamiento y sacudidas eléctricas. (No obstante, para producir estos efectos, los campos exteriores al organismo deben ser muy intensos, mucho más que los presentes habitualmente en el medio.) Campos electromagnéticos de frecuencias altas

Los teléfonos móviles, la televisión y los transmisores de radio y radares producen campos de RF. Estos campos se utilizan para transmitir información a distancias largas y son la base de las telecomunicaciones, así como de la difusión de radio y televisión en todo el mundo. Las microondas son campos de RF de frecuencias altas, del orden de GHz. En los hornos de microondas, utilizamos estos campos para el calentamiento rápido de alimentos. En las frecuencias de radio, los campos eléctricos y magnéticos están estrechamente relacionados y sus niveles se miden normalmente por la densidad de potencia, en vatios por metro cuadrado (W/m2). Puntos clave:

1. El espectro electromagnético abarca tanto fuentes de campos electromagnéticos naturales como fuentes generadas por el hombre. 2. Un campo electromagnético se caracteriza mediante su frecuencia o su longitud de onda. En una onda electromagnética, estas dos

características están directamente relacionadas entre sí: cuanto mayor es la frecuencia, más corta es la longitud de onda. 3. La radiación ionizante, como los rayos X y rayos gamma, contiene fotones con energía suficiente para romper enlaces moleculares. Los fotones

de las ondas electromagnéticas de frecuencias de red y de radio son mucho menos energéticos y no tienen esa capacidad. 4. Los campos eléctricos se generan en presencia de una carga eléctrica y su intensidad se mide en voltios por metro (V/m). Los campos

magnéticos se originan por la corriente eléctrica. Sus densidades de flujo se miden en µT (microtesla) o mT (militesla). 5. En las frecuencias de radio y de microondas, los campos eléctricos y magnéticos se consideran, conjuntamente, como los dos componentes de

una onda electromagnética. La intensidad de estos campos se describe mediante la densidad de potencia, medida en vatios por metro cuadrado (W/m2).

6. Las ondas electromagnéticas de frecuencia baja y frecuencia alta afectan al organismo de formas diferentes. 7. Las redes de distribución eléctrica y los aparatos eléctricos son las fuentes más comunes de campos eléctricos y magnéticos de frecuencia baja

del entorno cotidiano. Las fuentes habituales de campos electromagnéticos de radiofrecuencia son las telecomunicaciones, las antenas de radiodifusión y los hornos de microondas.

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El campo magnético terrestre se debilita Desde hace décadas se conoce que el campo magnético terrestre es de naturaleza inconsistente. También sabemos que, periodicamente, sufre cambios en su polaridad, llegando incluso a invertir la misma.

La Agencia Espacial Europea-ESA- lanzó en noviembre de 2013 un grupo de satélites para la observación, con un alto grado de precisión, del campo magnético terrestre. El proyecto se denomina SWARM.

Las mediciones realizadas durante los últimos seis meses confirman la tendencia general de debilitamiento del campo, con los descensos más dramáticos en el Hemisferio Occidental. En otras áreas, tales como el sur del Océano Índico, el campo magnético se ha fortalecido. También se ha observado el movimiento del norte magnético desde el norte de Canadá, donde está actualmente, hacia

Sberia. Este desplazamiento de los polos se efectua a velocidades de alrededor de 15 kilómetros al año.

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Estos cambios se basan en las señales magnéticas derivadas de núcleo de la Tierra. En los próximos meses, los científicos analizarán los datos para desentrañar las interacciones magnéticas de otras fuentes, como son, el manto, la corteza, los océanos, la ionosfera y la magnetosfera.

Esto proporcionará una nueva visión de muchos procesos naturales, de los que se producen en el interior de nuestro planeta con el clima espacial provocada por la actividad solar. A su vez, esta información dará lugar a una mejor comprensión de por qué el campo magnético se está debilitando.

Un campo magnético más débil podría exponer el planeta a un aumento de radiación cósmica y de bombardeo de partículas cargadas y mayor vulnerabilidad a los eventos solares. No obstante no hay evidencia de que el planeta haya estado temporalmente sin ningún campo magnético en algún momento. Un cambio importante del campo magnético no sería letal, aunque existen estudios que relacionan el aumento de los casos de cáncer con este debilitamiento,pero sus efectos serían muy importantes en las líneas eléctricas y los sistemas de comunicación.

Campo eléctrico Al introducir una carga en el espacio esta crea en su entorno un área de influencia de tal forma que si introducimos otra carga testigo en

dicha área sufrirá la acción de una fuerza eléctrica debido a la ley de Coulomb.

Campo eléctrico es la perturbación que genera una carga eléctrica en el espacio que le rodea.

Diferencia entre acción a distancia y campo En ocasiones se suelen confundir los conceptos de acción a distancia y campo, sin embargo existen diferencias sustanciales que deben

tenerse en cuenta:

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• Acción a distancia . En una acción a distancia una partícula actúa directamente e instantáneamente sobre otra partícula sin que le

medio que les rodea intervenga.

• Campo . En un campo, la partícula perturba las propiedades del espacio que le rodea. Los valores de dichas propiedades

dependen de la posición y definen el campo. Esto hace que sea directamente el campo el que interactúe con una partícula lejana

que se introduzca en el espacio del campo. Por tanto, la interacción que se produce no es intantánea como ocurre en la acción a

distancia y la velocidad de propagación es finita.

Propiedades que definen el campo eléctrico Los campos eléctricos vienen determinados en cada posición por el valor de la intensidad de campo eléctrico y el potencial eléctrico .

En concreto, la intensidad de campo eléctrico en cada punto ofrece una visión dinámica de la interacción electrostática y el potencial

eléctrico un visión desde un punto de vista energético.

Esto es debido a que al introducir en un campo eléctrico una carga testigo, esta dependiendo de su posición:

• Sufrirá la acción de una fuerza eléctrica . (visión dinámica)

• Adquirirá una energía potencial . (visión energética)

Concepto de Intensidad del Campo Eléctrico Decimos que en una determina región del espacio existe un campo eléctrico si al introducir una carga q' denominada carga testigo o carga

de prueba sufre la acción de un fuerza eléctrica. Dicha carga siempre se considera positiva por convenio.

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La intensidad del campo eléctrico (E→) o simplemente campo eléctrico en un punto es una magnitud vectorial que representa la

fuerza eléctrica(F→) que actúa por unidad de carga testigo positiva, q', situada en dicho punto. E→=F→q'

La unidad de intensidad del campo eléctrico en el Sistema Internacional (S.I.) es el newton por culombio (N/C).

Así, la intensidad del campo eléctrico, o llamada más comunmente campo électrico (de forma simplificada), es un vector que tiene la

misma dirección y sentido que la fuerza eléctrica que actúa sobre la carga testigo positiva. Además, su módulo se puede obtener mediante

la siguiente expresión:

E=Fq'

Se dice que un campo eléctrico es uniforme en una región del espacio cuando la intensidad de dicho campo eléctrico es el mismo en todos

los puntos de dicha región.

Movimiento de Cargas en el Interior de un Campo Eléctrico Si partimos de la definición anterior, podemos determinar que la fuerza eléctrica que sufre una carga q situada en el interior de un campo

eléctrico es:

[Math Processing Error]

De aquí podemos deducir que:

• Si la carga es positiva (q > 0), la fuerza eléctrica tendrá el mismo signo que el campo y por tanto q se moverá en el sentido del

campo.

• Si la carga es negativa (q < 0), la fuerza eléctrica tendrá distinto signo que el campo y por tanto q se moverá en sentido contrario al

campo.

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Las cargas positivas se mueven en el sentido del campo eléctrico y las cargas negativas se mueven en sentido contrario.

Intensidad del Campo creado por una carga puntual Tal y como hemos visto anteriormente, en el caso de que deseemos calcular la intensidad del campo eléctrico en un determinado punto

creado por una única carga puntual q, deberemos introducir una carga testigo positiva q' en dicho punto. A partir de aquí podemos emplear

la ley de Coulomb (para calcular la fuerza electrica que sufre q') y la definición de intensidad del campo en un punto:

E→=F→q'=K⋅q⋅q'r2⋅u→rq'⇒ E→=K⋅qr2⋅u→r

La intensidad del campo eléctrico en un determinado punto creado por una carga puntual q se obtiene por medio de la siguiente expresión: E→=K⋅qr2⋅u→r

donde:

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• E→ es la Intensidad del campo eléctrico en un punto.

• K es la constante de la ley de Coulomb.

• q es la carga que crea el campo.

• r es el módulo del vector r→ que va desde la la carga q hasta el punto, o lo que es lo mismo, la distancia entre la carga y el punto

donde se mide la intensidad.

• u→r es un vector unitario del vector r→.

Si analizamos la expresión podemos deducir las siguientes cuestiones:

• La intensidad del campo eléctrico en un punto depende de la carga q que lo genera, la distancia entre dicha carga y dicho punto y

el medio en el que se encuentren.

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• Cuanto mayor es la distancia entre la carga y el punto donde se mida, la intensidad del campo eléctrico será menor.

• La intensidad del campo eléctrico no depende de la carga testigo q', que necesitamos introducir para medirlo, únicamente

dependerá del valor de la carga que lo genera.

Intensidad del Campo creado por varias cargas puntuales En el caso de que tengamos varias cargas puntuales y deseemos conocer la intensidad del campo eléctrico en un punto podemos hacer

uso del principio de superposición:

El campo eléctrico que generan n cargas puntuales estáticas en un determinado punto del espacio es la suma vectorial de la intensidad de

campo creada por cada una de las cargas en dicho punto. E→=E→1+E→2+...+E→n=∑E→ii=1n

Ejemplo Disponemos de 3 cargas en el vacio q1 = 7 mC, q2 = -3 mC y q3 = 3 mC situadas respectivamente en los puntos A (-3,0) m, B(0,0) m y

C(4,0) m, determinar el campo eléctrico creado en el punto Z (0,3).

Ver solución

Líneas de Campo Para poder visualizar gráficamente el campo eléctrico, Michael Faraday (1791-1867) propuso una representación por medio de líneas

denominadas líneas de campo o líneas de fuerza. Al trazar estas líneas debes tener en cuenta lo siguiente:

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• Cada línea se trata de una flecha cuya dirección y sentido es el de la fuerza eléctrica que actuaría sobre una carga testigo positiva.

En cada punto de la línea la intensidad del campo eléctrico (E) es tangente en dicho punto.

• Las líneas no pueden cruzarse en ningún punto.

• Las líneas parten de las cargas positivas y entran en las cargas negativas, de ahí que a las cargas positivas se les

denomine fuentes del campo y a las negativas sumideros .

• El número de líneas que salen o entran en la carga es proporcional al valor de esta.

• Cuanto más juntas estén las líneas, más intenso será el campo.

• En el caso en que la líneas de campo sean paralelas, el valor del campo eléctrico es constante.

Líneas de campo originadas por cargas puntuales

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Líneas de campo originadas por conductores planos cargados

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Líneas de campo originadas por dos cargas puntuales (dipolo) C

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