FÍSICA y QUÍMICA PRIMER NIVEL MEDIO.

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1 FÍSICA y QUÍMICA PRIMER NIVEL MEDIO

2 MÓDULO I: El movimiento
Unidad 1: Caracterización del movimiento Unidad 2: Fuerza y movimiento Unidad 3: Energía mecánica y calor

3 En mecánica, el movimiento es un fenómeno físico que se define como todo cambio de posición en el espacio que experimentan los cuerpos de un sistema con respecto a ellos mismos o a otro cuerpo que se toma como referencia. Todo cuerpo en movimiento describe una trayectoria. Un movimiento es rectilíneo cuando describe una trayectoria recta y uniforme cuando su velocidad es constante en el tiempo, es decir, su aceleración es nula. Esto implica que la velocidad media entre dos instantes cualesquiera siempre tendrá el mismo valor. Además la velocidad instantánea y media de este movimiento coincidirán. El Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado es aquél en el que un cuerpo se desplaza sobre una recta con aceleración constante. Esto implica que en cualquier intervalo de tiempo, la aceleración del cuerpo tendrá siempre el mismo valor. Por ejemplo la caída libre de un cuerpo, con aceleración de la gravedad constante. Rotación es el movimiento de cambio de orientación de un cuerpo o un sistema de referencia de forma que una línea (llamada eje de rotación) o un punto permanece fijo. En física, la traslación es un movimiento en el cual se modifica la posición de un objeto, en contraposición a una rotación.

4 Trayectorias parabólicas correspondientes al movimiento de un proyectil en un campo gravitatorio uniforme En cinemática, la trayectoria es el lugar geométrico de las posiciones sucesivas por las que pasa un cuerpo en su movimiento. La trayectoria depende del sistema de referencia en el que se describa el movimiento; es decir el punto de vista del observador.

5 Indagar y comparar ambos movimientos

6 Cantidades Físicas Básicas

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8 En física, la fuerza es una magnitud física que mide la intensidad del intercambio de momento lineal entre dos partículas o sistemas de partículas (en lenguaje de la física de partículas se habla de interacción). Según una definición clásica, fuerza es todo agente capaz de modificar la cantidad de movimiento o la forma de los cuerpos materiales. No debe confundirse con los conceptos de esfuerzo o de energía. En el Sistema Internacional de Unidades, la fuerza se mide en newtons (N). La masa, en física, es la cantidad de materia de un cuerpo.1 Es una propiedad intrínseca de los cuerpos que determina la medida de la masa inercial y de la masa gravitacional. La unidad utilizada para medir la masa en el Sistema Internacional de Unidades es el kilogramo (kg). Es una cantidad escalar y no debe confundirse con el peso, que es una cantidad vectorial que representa una fuerza. En física, el peso es la fuerza con la cual un cuerpo actúa sobre un punto de apoyo, originado por la aceleración de la gravedad, cuando esta actúa sobre la masa del cuerpo. Al ser una fuerza, el peso es en sí mismo una cantidad vectorial, de modo que está caracterizado por su magnitud y dirección, aplicado en el centro de gravedad del cuerpo y dirigido aproximadamente hacia el centro de la Tierra. Por extensión de esta definición, también podemos referirnos al peso de un cuerpo en cualquier otro astro (Luna, Marte, ...) en cuyas proximidades se encuentre.

9 El término energía tiene diversas acepciones y definiciones, relacionadas con la idea de una capacidad para obrar, transformar o poner en movimiento. En física, «energía» se define como la capacidad para realizar un trabajo. En tecnología y economía, «energía» se refiere a un recurso natural (incluyendo a su tecnología asociada) para extraerla, transformarla, y luego darle un uso industrial o económico. La temperatura es una propiedad física que se refiere a las nociones comunes de calor o ausencia de calor, sin embargo su significado formal en termodinámica es más complejo, a menudo el calor o el frío percibido por las personas tiene más que ver con la sensación térmica, que con la temperatura real. Fundamentalmente, la temperatura es una propiedad que poseen los sistemas físicos a nivel macroscópico, la cual tiene una causa a nivel microscópico, que es la energía promedio por partícula. El calor es la transferencia de energía entre diferentes cuerpos o diferentes zonas de un mismo cuerpo que se encuentran a distintas temperaturas. Este flujo siempre ocurre desde el cuerpo de mayor temperatura hacia el cuerpo de menor temperatura, ocurriendo la transferencia de calor hasta que ambos cuerpos se encuentren en equilibrio térmico.

10 MÓDULO II: El sonido y la luz
Unidad 1: Vibraciones y sonidos Unidad 2: Ondas y sonido Unidad 3: Propagación de la luz Unidad 4: Naturaleza de la luz

11 El sonido, en física, es cualquier fenómeno que involucre la propagación en forma de ondas elásticas (sean audibles o no), generalmente a través de un fluido (u otro medio elástico) que esté generando el movimiento vibratorio de un cuerpo. El sonido humanamente audible consiste en ondas sonoras que producen oscilaciones de la presión del aire, que son convertidas en ondas mecánicas en el oído humano y percibidas por el cerebro. La propagación del sonido es similar en los fluidos, donde el sonido toma la forma de fluctuaciones de presión. En los cuerpos sólidos la propagación del sonido involucra variaciones del estado tensional del medio.

12 ESCALAS SÍSMICAS Magnitud en Escala Richter Efectos del terremoto
Menos de Generalmente no se siente, pero es registrado A menudo se siente, pero sólo causa daños menores Ocasiona daños ligeros a edificios Puede ocasionar daños severos en áreas muy pobladas. Terremoto mayor. Causa graves daños 8 o mayor Gran terremoto. Destrucción total a comunidades cercanas.

13 Escala Mercalli Grado I Sacudida sentida por muy pocas personas en condiciones especialmente favorables. Grado II Sacudida sentida sólo por pocas personas en reposo, especialmente en los pisos altos de los edificios. Los objetos suspendidos pueden oscilar. Grado III Sacudida sentida claramente en los interiores, especialmente en los pisos altos de los edificios, muchas personas no lo asocian con un temblor. Los vehículos de motor estacionados pueden moverse ligeramente. Vibración como la originada por el paso de un carro pesado. Duración estimable Grado IV Sacudida sentida durante el día por muchas personas en los interiores, por pocas en el exterior. Por la noche algunas despiertan. Vibración de vajillas, vidrios de ventanas y puertas; los muros crujen. Sensación como de un carro pesado chocando contra un edificio, los vehículos de motor estacionados se balancean claramente. Grado V Sacudida sentida casi por todo el mundo; muchos despiertan. Algunas piezas de vajilla, vidrios de ventanas, etcétera, se rompen; pocos casos de agrietamiento de aplanados; caen objetos inestables . Se observan perturbaciones en los árboles, postes y otros objetos altos. Se detienen de relojes de péndulo. Grado VI Sacudida sentida por todo mundo; muchas personas atemorizadas huyen hacia afuera. Algunos muebles pesados cambian de sitio; pocos ejemplos de caída de aplanados o daño en chimeneas. Daños ligeros.

14 Grado VII Advertido por todos. La gente huye al exterior
Grado VII Advertido por todos. La gente huye al exterior. Daños sin importancia en edificios de buen diseño y construcción. Daños ligeros en estructuras ordinarias bien construidas; daños considerables en las débiles o mal planeadas; rotura de algunas chimeneas. Estimado por las personas conduciendo vehículos en movimiento. Grado VIII Daños ligeros en estructuras de diseño especialmente bueno; considerable en edificios ordinarios con derrumbe parcial; grande en estructuras débilmente construidas. Los muros salen de sus armaduras. Caída de chimeneas, pilas de productos en los almacenes de las fábricas, columnas, monumentos y muros. Los muebles pesados se vuelcan. Arena y lodo proyectados en pequeñas cantidades. Cambio en el nivel del agua de los pozos. Pérdida de control en la personas que guían vehículos motorizados. Grado IX Daño considerable en las estructuras de diseño bueno; las armaduras de las estructuras bien planeadas se desploman; grandes daños en los edificios sólidos, con derrumbe parcial. Los edificios salen de sus cimientos. El terreno se agrieta notablemente. Las tuberías subterráneas se rompen. Grado X Destrucción de algunas estructuras de madera bien construidas; la mayor parte de las estructuras de mampostería y armaduras se destruyen con todo y cimientos; agrietamiento considerable del terreno. Las vías del ferrocarril se tuercen. Considerables deslizamientos en las márgenes de los ríos y pendientes fuertes. Invasión del agua de los ríos sobre sus márgenes. Grado XI Casi ninguna estructura de mampostería queda en pie. Puentes destruidos. Anchas grietas en el terreno. Las tuberías subterráneas quedan fuera de servicio. Hundimientos y derrumbes en terreno suave. Gran torsión de vías férreas. Grado XII Destrucción total. Ondas visibles sobre el terreno. Perturbaciones de las cotas de nivel (ríos, lagos y mares). Objetos lanzados en el aire hacia arriba.

15 MÓDULO III: Disoluciones y reacciones químicas
Unidad 1: Caracterización de las disoluciones Unidad 2: Reacciones químicas

16 En química, una disolución, también llamada solución, es una mezcla homogénea a nivel molecular o iónico de dos o más sustancias que no reaccionan entre sí, cuyos componentes se encuentran en proporción que varía entre ciertos límites. Se llama soluto a la sustancia minoritaria (aunque existen excepciones) en una disolución, esta sustancia se encuentra disuelta en un determinado disolvente. En lenguaje común también se le conoce como la sustancia que se disuelve, por lo que se puede encontrar en un estado de agregación diferente al comienzo del proceso de disolución. En el ámbito de la química, una sustancia solvente es aquella que puede disolver. La mezcla homogénea entre un solvente y un soluto se conoce como solución. En la soluciones, por lo tanto, el solvente o disolvente aparece en mayor cantidad y permite que el soluto se disuelva. En otras palabras, el solvente permite la dispersión del soluto en su seno. Lo más usual es que el solvente sea la sustancia que establece el estado físico de la solución. Efecto de la temperatura sobre la solubilidad: la temperatura aumenta la energía cinética de las moléculas de soluto y de las del disolvente, favoreciendo número de choques efectivos de éstas hasta que a esa temperatura, el disolvente ya no sea capaz de disolver más soluto. Por esto podemos hablar de temperatura de saturación.

17 Un ácido (del latín acidus, que significa agrio) es considerado tradicionalmente como cualquier compuesto químico que, cuando se disuelve en agua, produce una solución con una actividad de catión hidronio mayor que el agua pura, esto es, un pH menor que 7. Los ácidos son sustancias que... Colorean de forma característica a ciertas sustancias llamadas "indicadores". Por ejemplo, enrojecen al tornasol y decoloran la fenolftaleína enrojecida. Producen efervescencia al contacto con el mármol. Reaccionan con algunos metales desprendiendo hidrógeno. En disolución diluída tienen sabor picante característico, pero si están concentrados destruyen los tejidos biológicos vivos. Transmiten la corriente eléctrica, descomponiéndose a su paso.

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19 Teoría de Arrhenius Según las deducciones del sueco Arrhenius (1887), al desarrollar su propia teoría sobre la constitución iónica de las disoluciones electrolíticas: Los ácidos son sustancias que (al disolverse en agua) producen iones H + . Las bases son compuestos que (al disolverse en agua) originan iones (OH) − . Ejemplos: HCl Cl − + H El HCl es un ácido NaOH Na + + (OH) − El NaOH es una base ó álcali Podemos observar que, aunque es muy útil, esta teoría es bastante restringida: Sólo se contemplan disoluciones acuosas. ¿Y si el disolvente no es el agua?. Es más, existen sustancias que, aunque no estén en disolución, presentan propiedades ácidas o básicas. Por otra parte, hay álcalis que no contienen iones (OH) − en su molécula ni en su disociación, como el carbonato sódico (Na2CO3) ó el óxido de calcio (CaO).

20 Teoría de Brönsted & Lowry
En 1923, los químicos Brönsted y Lowry (danés e inglés), por separado, sugirieron un nuevo concepto para ambas especies químicas: Un ácido es un compuesto que cede iones H + a otra molécula distinta. Una base es la sustancia que recibe iones H + procedentes de un ácido. Las definiciones son muy importantes, porque implican el hecho de que los dos tipos de sustancias deben coexistir en un sistema químico. Esto se puede representar simbólicamente como HA + B A − + (HB) + Es decir, que se trata de un equilibrio químico. Cada pareja HA/(A) − y (HB) + /b se denomina par conjugado ácido-base. La base (A) − (ó la B) sería la base conjugada del ácido HA ( o del ácido (HB) + . Lo mismo se puede decir de los ácidos correspondientes.

21 Elaborado por HERMAN JOPIA ROJAS
Profesor de Biología