miércoles, 19 de diciembre de 2018

FUERZAS Y DINÁMICA

Llamamos fuerza a aquella magnitud física capaz de producir deformaciones en un cuerpo y o modificar su estado de reposo o movimiento. Para estudiar lo efectos de las fuerzas entra en el siguiente enlace:



Fisquiweb: Dinamica, Fuerzas y Acciones




Tipos de fuerzas: Entra en el siguiente enlace para ver los 2 tipos de fuerzas basicas: por contacto y a distancia.


Hay fuerzas muy importantes, tanto que tienen nombre propio,  como el peso, la normal, la fuerza de rozamiento...

PESO (P): 
Fuerza con la que la tierra atrae a los cuerpos. Es un caso particular de la ley de gravitación universal, presentada por Isaac Newton en su libro " Philosophiae Naturalis Principia Mathematica", publicado en 1687.

Ley de gravitación universal: "La fuerza con la que se atraen dos masas es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa."


G es la constate de gravitación universal, G=6,67.10-11 N.m2/kg2

En el caso de un cuerpo situado sobre la superficie de la tierra:

g en la tierra es constante, ya que la M de la tierra es constante y la distancia desde el centro de la tierra al cuerpo situado sobre su superficie también es constante. 
De esta forma tenemos  P= m.g, peso para cualquier cuerpo en la superficie terrestre.  Para cualquier otro planeta solo hay que calcular g sabiendo la masa del planeta y su radio.






NORMAL (N): 

Es una fuerza que aparece siempre que un cuerpo está apoyado sobre una superficie. Sobre el cuerpo actua el peso y si esta sobre una superficie y no cae debe existir otra fuerza, opuesta al peso y que lo anule.


Se puede considerar como la reacción al contacto entre las partículas del cuerpo y de la superficie, nunca la reacción al peso, ya que esta se encuentra en el centro de la Tierra.
Tiene dirección perpendicular a la superficie de contacto y sentido hacia fuera de la superficie. No siempre tiene que ser igual y opuesta al peso.


Fuerza de rozamiento (fr):

Al lanzar un cuerpo sobre una superficie va perdiendo velocidad hasta pararse. Esto es debido que un cuerpo cuando se mueve sobre una superficie aparece siempre una fuerza que se opone al movimiento, la fuerza de rozamiento. Su dirección es la del movimiento y sentido contrario.



Depende de las superficies de contacto  y es proporcional al valor de la normal.
F= µ . N ;   µ es el coeficiente de rozamiento, depende de las  superficies en contacto y no tiene unidades.

Para estudiar un poco mas el rozamiento entra en el siguiente enlace:

Fisquiweb: Rozamiento

En el siguiente


Fuerzas y Movimiento: Fundamentos
Clic para Ejecutar

DINÁMICA:  

Estudia el movimiento atendiendo a las causas que lo producen. Se basa en los tres principios establecidos por Newton en el siglo XVII.

1º Principio o Principio de Inercia: 

Si sobre un cuerpo no actúa ninguna fuerza o la suma de fuerzas que actúa es cero el cuerpo permanece en reposo o se mueve con MRU.

En el siguiente enlace tienes un ejercicio sobre este principio. Lee el problema, haz la simulacion y consesta las preguntas.

Vídeo de la serie "El mundo de Beakman" sobre la primera ley de Newton, la inercia.




2º Principio o Principio fundamental de la dinámica:

Las fuerzas producen aceleraciones, modifican el estado de reposo o movimiento que tiene un cuerpo.

F= m.a    o si actúan varias fuerzas        Fresultante = m.a

La aceleración actúa en la dirección y sentido de la fuerza aplicada o de la fuerza  resultante, si actúan varias. Puede producir aceleraciones, deceleraciones o cambios en la dirección del movimiento.
La aceleración es proporcional a la fuerza aplicada, y la constante de proporcionalidad es la masa del objeto o masa inerte. A mayor masa menos aceleración producida aplicando la misma fuerza

Entra en el siguiente enlace y comprueba cual es el resultado de aplicar una fuerza sobre un astronauta que lleva una determinada velocidad.¡¿Cambia su trayectoria?

Trayectoria de un astronauta dependiendo de la fuerza aplicada

Enlace para comprobar como la aplicacion de una fuerza sobre un objeto modifica su velocidad.Trabaja la segunda ley de Newton.




3º Principio o Principio de acción y reacción:

Si un cuerpo A ejerce una fuerza sobre un cuerpo B, B responde con una fuerza igual y opuesta aplicada sobre A. a una de ellas le llamamos acción y a la otra reacción.
Ambas fuerzas son simultaneas, es decir, aparecen al mismo tiempo, pero en cuerpos diferentes.


Nunca aparecen fuerzas aisladas en la naturaleza, siempre aparecen por parejas.

En el siguiente enlace tienes una simulación y unas cuestiones sobre este principio.Busca el tercer principio.

Laboratorio virtual Ibercaja: leyes de Newton

 

REPASO LEYES DE NEWTON

Para repasar los tres principios de la dinamica podeis entrar en el siguiente enlace, del IES Aguilar y Cano y repasar el concepto de fuerza como interacción, sumar fuerzas de distintas direcciones, comprobar el principio de inercia, y el principio fundamental de la dinámica.



Tema  de Dinámica de la serie Libros Vivos (recuerda hacer "Averigua lo que sabes" en la parte inferior de la pantalla cuando acabes el tema)



 Videos de la serie "El mundo de Beakman" sobre el rozamiento y la fricción. Muy interesantes y divertidos.


 



CINEMÁTICA


La cinemática estudia el movimiento sin importar la causa que los produce.


MOVIMIENTO: Cambio en la posición de un cuerpo a medida que pasa el tiempo con respecto a un sistema de referencia. Por lo tanto para saber si algo se mueve es necesario fijar primero un sistema de referencia.
Dependiendo del sistema escogido el cuerpo puede moverse o no, por lo tanto el movimiento es relativo.

 Posición: Espacio que ocupa el móvil en ese instante de tiempo con respecto al sistema de referencia.
Para ver como cambia el movimiento dependiendo del sistema de referencia entra en el siguiente enlace:

 Trayectoria: es el camino que sigue un móvil, corresponde a la linea formada al unir todas las posiciones que va ocupando a lo largo del tiempo. Es la distancia recorrida.
Desplazamiento: distancia en linea recta desde el punto inicial al punto final. Puedes recorrer grandes distancias sobre la trayectoria y que tu desplazamiento sea cero.




Dependiendo de las trayectorias los movimientos pueden ser;
rectilineos: trayectoria recta
curvilineos: Trayectoria curva: pueden ser circulares (la trayectoria es una circunferencia), elípticos como el movimiento de la tierra alrededor del sol (la trayectoria es una elipse), parabolicos como el movimento de un balon al darle una patada oblicuamente (la trayectoria es una parabola)...


 VELOCIDAD:


La rapidez con la que se desplaza un móvil  es la relacion entre el espacio que recorre y el tiempo que tarda en hacerlo ( su unidad es el m/s). Pero esto no es la velocidad.
Ademas de la rapidez es necesario conocer la dirección en la que se desplaza y el sentido en el que lo hace. Dos móviles pueden llevar la misma rapidez pero dirigirse a sitios diferentes.
La velocidad es una magnitud vectorial. Hay que conocer no solo el valor numerico sino su direccion y sentido. La rapidez es únicamente su valor numérico



 
 Podemos distinguir dos velocidades:

velocidad media:  cociente entre el desplazamiento efectuado y el tiempo invertido. Si el movimiento es rectilineo las posiciones se definen sobre el eje x, y el desplazamiento como Δx.



La unidad en el S.I. es el m/s.



velocidad instantánea: es la velocidad que lleva un móvil en un instante determinado. 
El vector velocidad se dibuja sobre el móvil con un tamaño proporcional a su módulo, dirección la recta tangente a la trayectoria y sentido el del movimiento.



Si el movimiento es rectilíneo no es necesario trabajar con notación vectorial. La dirección de la velocidad es siempre la misma (la recta por la que se mueve el móvil) y sólo puede cambiar el sentido. Llega entonces con indicar como positivo (+ v) si va hacia la derecha o negativo (-v) se va hacia la izquierda.


Una explicación sencilla para distinguir bien trayectoria y desplazamiento, y los distintos tipos de movimientos. Realizar la parte de movimientos.


 ACELERACIÓN

 

Mide los cambios producidos en la velocidad, ya que no todos los movimientos tienen lugar a velocidad constante. Mide la variacion de la velocidad en un tiempo determinado.  Es una magnitud vertorial.
Al igual que la velocidad podemos distinguir: 

aceleracion media: Cociente entre la variación de la velocidad y el tiempo en el que la varió. Si suponemos el movimiento rectilineo lleva la dirección del movimiento.
Puede ser positiva, cuando la velocidad aumenta, o negativa, cuando disminuye y este caso decimos que esta frenando

aceleración instantánea: es la aceleración que lleva un móvil en un instante determinado.


MOVIMIENTO RECTILINEO  UNIFORME


trayectoria: linea recta
velocidad: constante, tanto su valor numérico como su dirección y sentido. Coincide la velocidad instantánea con la velocidad media, al ser cte.
aceleracion: como la velocidad es constante no tiene. a=0
Ecuación del movimiento: Nos informa de la posición que ocupa el móvil en cada instante de tiempo.

Si el tiempo inicial es cero:

 

Gráficas para el movimiento: 






MOVIMIENTO RECTILINEO  UNIFORMEMENTE ACELERADO


trayectoria: linea recta
velocidad: varía con el tiempo.
aceleracion: constante y distinta de cero

Como la velocidad y la posición varían con el tiempo es necesario utilizar  ecuaciones para calcularlas

Para conocer la velocidad para un determinado valor de t:

 
Para conocer la posición para un determinado valor de t: 


 Graficas para conocer la aceleración, velocidad y posición para este movimiento:


CAIDA LIBRE

 Es un caso particular del movimiento rectilineo uniforme, con aceleracion conocida, g= - 9,8 m/s2
En el siguiente video se puede comprobar como la caida libre no depende de la masa de los cuerpos.


MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME

Para estudiar el movimiento circular es necesario cambiar de coordenadas. No debemos utilizar las coordenadas cartesianas (X, Y) ya que ambas cambian con el tiempo. En su lugar utilizamos el radio de giro (R) constante al ser el movimiento circular y el ángulo girado, en radianes, que cambia con el tiempo.

Unidad de medida de ángulos en el SI: el radián. Se define como el ángulo central cuyo radio mide lo mismo que el radio.


Entra en los siguentes enlaces para estudiar los radianes:
librosvivos SM : Radianes
librosvivos SM: Actividades radianes - grados


Velocidad angular (ω) : ángulo girado por unidad de tiempo. Se mide en rad/s.

 Velocidad lineal (v) : arco de circunferencia recorrido por unidad de tiempo. Se mide en m/s. en el siguiente video puedes ver la relacion entre ambas magnitudes.



Para estudiar este movimiento entra en el siguiente enlace:



ENTRADAS EN DONDE SE PUEDE ESTUDIAR TODO EL TEMA DE CINEMÁTICA


Libro digital con explicaciones muy amenas y claras, así como actividades sobre toda la parte de Cinemática correspondiente al curso de 4º ESO. Explica de forma clara tanto el MRU, el MRUA y el MCU. Contiene actividades interactivas así como ejercicios on-line.
 Para acceder pincha sobre la imagen.
 
Video resumen de la cinemática:



Enlace para repasar todo el tema con videos y actividades:




REACCIONES QUÍMICAS

Una reacción química, o cambio químico tiene lugar cuando unas sustancias se transforman en otras completamente diferentes. En el siguiente enlace puedes repasar lo que es:

Libros Vivos SM: Tema clave CAMBIOS QUÍMICOS

y para repasar los moles, la ley de conservacion de masas y  las relacion existente entre reactivos y productos entra en el siguiente enlace:

Libros Vivos: Temas Clave RELACIONES ENTRE MASAS Y VOLUMENES EN LAS REACCIONES QUIMICAS 

 Para entender con claridad en que consiste eso de las reacciones químicas, cuando hay un cambio físico o químico, como se ajustan y su estequiometría, pincha en el siguiente dibujo. Te llevará a la Unidad Didáctica "Las reacciones Químicas" adecuada para 3º ESO.

Para practicar el ajuste de reacciones entra en los siguientes enlaces:



TIPOS DE REACCIONES QUÍMICAS 

 A) Reacciones de síntesis:

 Son aquellas en las que 2 o más sustancias se unen para formar sustancias más complejas. Ejemplo: la formación del agua  a partir de sus componentes, el hidrógeno y el oxígeno.

  2 H2 + O2 → 2 H2O
 En la siguiente animación puedes ver la formación del agua.


b) Reacciones de descomposición: 

 Son aquellas en las que una única sustancia se transforma en 2 o mas sustancias que pueden ser compuestos más simples o elementos químicos. Justo al revés que las reacciones de síntesis.
Ejemplos:
CaCO3 (sólido)→ CaO (sólido) + CO2 (gas)
Cu(HCO3)2  (sólido azul) →CuO (sólido negro) + 2CO2 (gas) +  H2O (gas)

Puedes ver esta última reaccion en la siguiente animación. Fijate en el sólido, inicialmente azul, que va cambiando de color, transformadose en otra sustancia.


c) Reacciones de sustitución o desplazamiento:

Un elemento desplaza a otro en un compuesto.

Ejemplo:     Cu (sólido) + AgNO3 (aq) → Ag (sólido) + Cu(NO3)2 (aq)
  En la animación puedes ver como el catión Ag  gana 1 electrón y se deposita sobre el metal y el cobre pierde 2 electrones y pasa a la disolución formando el nitrato de cobre(II).


d) Reacciones de doble sustitución: 

Se intercambian los elementos entre dos compuestos. Se suelen mezclar los reactivos en disolución y uno de los productos formados es un precipitado.
Ejemplos:


NaCl + Ag NO3 → AgCl  (sólido) + NaNO3

En el siguiente enlace puedes ver otro ejemplo en la reaccion de formación del diyoduro de plomo (solido amarillo) a partir del nitrato de plomo y el yoduro de potasio ambos solubles en agua.



En el siguiente video puedes ver la explicacion de cada uno de estos tipos de reacciones.




Las reacciones químicas se utilizan para poder identificar iones presentes en disolución. Así se puede identificar la presencia del ión cloruro (Cl-) añadiendo una sal de plata, como el nitrato de plata. Si hay iones  Cl- se forma un precipitado blanco que se oscurece con la luz. Otras reacciones sirven para identificar iones metalicos como Fe+2 etc. En el siguiente enlace puedes identificar diferentes iones:


   

VELOCIDAD DE REACCIÓN

Las reacciones pueden ser rápidas o lentas. Algunas pueden tardar años en producirse, y otras pueden ocurrir en pocos segundos.

La velocidad de una reaccion puede modificarse, haciendola mas lenta o mas rapida. Hay distintos factores que pueden modificarla como la concentracion de los reactivos, la superficie de contacto, la temperatura la que transcurra la reacción o la presencia de catalizadores o enzimas. Para verlo entra en el siguiente enlace:
En el siguiente video se puede ver como afecta la temperatura a la velocidad de reaccion asi como el grado de división del reactivo cuando es un sólido.

 

En el siguiente video se observa como un catalizador  modifica la velocidad de la reacción.


















FORMULACIÓN DE COMPUESTOS INORGÁNICOS

Apuntes para 3º ESO sobre formulación de sustancias simples, compuestos binarios e hidróxidos:


Apuntes formulación 3 ESO

Para repasar la formulación de compuestos binarios podéis ir a los siguientes enlaces:

a) Curso para aprender a formular compuestos inorgánicos de manera muy sencilla. Pincha en la imagen para entrar en "A formular"





 b) Ejercicios interactivos para practicar:

ANAYA: actividad nomenclatura sistematica muy sencilla

nombrar óxidos nomenclatura sistemática


c) Para repasar y ampliar la formulación de compuestos binarios y estudiar la formulación de los compuestos ternarios (hidróxidos, acidos oxoacidos y oxosales, pincha en la siguiente imagen que te lleva a "Formulación de Química Inorgánica" de la web FisQuiWeb.


https://fisquiweb.es/Formulacion/index.htm


Actividades interactivas del IES Al-Andalus, adaptada a las normas IUPAC. Este instituto tiene una gran cantidad de actividades de fisica y quimica para todos los niveles de ESO y Bachillerato.

Actividdes interactivas formulacion 2 ESO por prefijos IES AL ANDALUS
Actividades interactivas formulación compuestos binarios 3º ESO IES AL ANDALUS
Actividades interactivas formulación Química Inorgánica 4 ESO IES AL ANDALUS