Física y Química 2 ESO Ejercicios Resueltos PDF Santillana, Anaya, SM, Savia

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Resumen de los contenidos

Ciencia e Investigación

Los científicos siguen un método ordenado y estructurado hasta que obtienen respuestas que explican un fenómeno natural. Este método científico se divide en varias etapas: hacer preguntas, emitir hipótesis, experimentar, y analizar.
Llamamos seudociencia o falsa ciencia a todas aquellas prácticas que se presentan como ciencia, pero que no siguen un método científico en su desarrollo, ni las declaraciones que hacen puede ser controlado de forma fiable. Dentro de esta clasificación podemos encontrar la astrología y homeopatía.

La materia y sus propiedades

La materia es todo lo que nos rodea. Posee masa y ocupa un lugar en el espacio. La materia puede ser descrita midiendo el valor de sus propiedades; por ejemplo: densidad, color, masa, volumen, etc.

Estas propiedades de la materia se clasifican en propiedades generales y propiedades características. Las propiedades generales son comunes a todos los tipos de materia y no sirven para identificarla (masa, volumen, longitud, temperatura) mientras que las propiedades características tienen su propio valor para cada sustancia y sirven para identificarlas (densidad, color, conductividad, temperatura de fusión).

La principal división de la materia es en sustancias puras y mezclas de sustancias puras. Las sustancias puras tienen sus propiedades características, mientras que las mezclas no. Por ejemplo, si tenemos un vaso de agua y otro con agua y sal podemos distinguirlos según sus propiedades características.

Las propiedades características del agua son: densidad de 1 g/cc, temperatura de fusión de 0ºC y temperatura de ebullición de 100ºC a presión atmosférica. La mezcla de agua y sal tendrá una densidad, un punto de fusión y un punto de ebullición cuyos valores dependerán de la proporción en que se encuentren sus componentes.

Disoluciones

Una disolución es una mezcla homogénea de dos o más sustancias puras en proporciones variables. Las soluciones pueden ser binarias (2 componentes), ternarias (3 componentes), etc. Ejemplo: una mezcla de agua con sal es una solución.

El componente de la solución que se encuentra en mayor cantidad o proporción se denomina disolvente y el componente o componentes que aparecen en menor cantidad o proporción se denominan solutos. Ejemplo: en una solución de sal en agua, la sal es el soluto y el agua es el disolvente.

Cuando hay poca solución en una solución, la solución se diluye. Cuando la proporción de soluto es considerable, se dice que está concentrada. Si ya hemos alcanzado la máxima cantidad de soluto que puede ser disuelto, la solución está saturada. Obsérvese que en algunos casos una solución puede ser tanto diluida como saturada cuando la solución es muy poco soluble.

Cambios químicos

La materia está constantemente sujeta a cambios, y los procesos que dan lugar a esos cambios son muy variados, pero todos ellos pueden agruparse en dos tipos básicos en función del resultado obtenido:

  • Cambios físicos: son aquellos en los que no hay cambio en la naturaleza de la materia en cuestión, es decir, la fórmula química de la sustancia inicialmente presente es la misma que la presente después del cambio. Ejemplos de cambios físicos son: cambios de estado, disoluciones, y separación de la mezcla.
  • Cambios químicos: en ellos el cambio es mucho más radical, cambiando la naturaleza de la materia. En tal cambio, algunas sustancias desaparecen y otras nuevas aparecen. Antes del cambio, la materia se presenta con una fórmula química, y después, con otra diferente.

Los cambios químicos también se denominan reacciones químicas. Una reacción química es, por lo tanto, un proceso por el cual una o más sustancias, llamadas reactivos, se transforman en una o más sustancias con diferentes propiedades, llamadas productos.

Tipos de movimientos

La cinemática es la ciencia que describe el movimiento de los objetos. Conoces muchas palabras que pueden usarse para describir el movimiento de un objeto: ir rápido, ir lento, parar… Usaremos estas palabras y aprenderemos otras como: desplazamiento, sistema de referencia, distancia, trayectoria, velocidad, aceleración… y veremos que estas palabras están asociadas a magnitudes medibles que serán usadas para describir el movimiento de los objetos.

Hay magnitudes que están completamente descritas con un valor numérico y una unidad. Son magnitudes escalares. La masa, el tiempo, la longitud… son magnitudes escalares.

Por el contrario, hay magnitudes que, además de un valor numérico y una unidad de medida, necesitan una dirección y un sentido para ser completamente definidas. Son magnitudes vectoriales. La velocidad, la aceleración, la fuerza… son magnitudes vectoriales.

Las fuerzas de la naturaleza

Una fuerza es cualquier causa capaz de deformar un cuerpo o cambiar su estado de descanso o movimiento.
Bajo el efecto de una fuerza, los objetos pueden variar en tamaño y forma.

Los cuerpos elásticos son los que recuperan su forma cuando la fuerza deja de actuar. Por ejemplo, la cuerda
de un arco. Los cuerpos de plástico no recuperan su forma cuando dejan de ejercer fuerza. Por ejemplo, la arcilla o
Plastilina. Cuando se ejerce una fuerza excesiva sobre un cuerpo elástico, puede actuar como de plástico. Por ejemplo, un muelle que se estira excesivamente y no vuelve a su forma.

Las fuerzas se miden con un dispositivo llamado dinamómetro usando la propiedad de que la elongación
es directamente proporcional a la fuerza ejercida. Su unidad es el Newton (N).

Principio de inercia: Este principio establece que si ninguna fuerza externa actúa sobre un organismo, o aquellos que actúan, son equilibrado, continuará en su estado de reposo o movimiento rectilíneo uniforme.

La gravedad y el universo

La fuerza de gravedad es lo que conocemos de la más antigua. Newton ya enunciaba la ley de la gravedad y la relacionaba con la masa de los cuerpos:

La Ley de la Gravedad de Isaac Newton: La fuerza por la cual los cuerpos de masa m1 y m2 son atraídos es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa.

La fuerza gravitatoria existe entre dos cuerpos cualesquiera en el Universo, pero es muy débil y sólo se nota cuando al menos uno de los cuerpos tiene una masa muy grande como en el caso de las estrellas y los planetas. También es recíproco. En otras palabras, el Sol atrae a la Tierra, pero la Tierra también atrae al Sol. En nuestro caso también podemos decir que así como la Tierra nos atrae, nosotros atraemos a la Tierra. Lo que sucede es que la masa de la Tierra es enorme comparada con la nuestra y por lo tanto somos nosotros los que «caemos» hacia ella y no al revés.

Fuerzas y máquinas simples

Las máquinas simples son dispositivos que facilitan las tareas habituales, porque permiten aplicar la fuerza con más comodidad o porque con pequeñas fuerzas pueden superar fuerzas más grandes. En todas las máquinas simples se observa la ley llamada la ley de las máquinas simples: Producto de una fuerza motriz de su brazo = producto de la fuerza resistente de su brazo

La palanca es una barra que se puede girar en un punto de apoyo (fulcro). Dependiendo de la posición del punto de apoyo, distinguimos entre tres tipos de palancas:

  • Palanca de primera generación: cuando el punto de apoyo está entre el resistencia y fuerza. Por ejemplo: barra, alicates, tijeras.
  • Palanca de segunda generación: cuando la resistencia está entre la apoyo y poder de motivación. Ejemplo: carretilla, abrelatas.
  • Palanca del tercer tipo: cuando la fuerza motriz está en el centro. Ejemplo: una pinza, un martillo, un bate de béisbol

Energía

La energía es una propiedad de los organismos o sistemas materiales que les permiten producir cambios en sí mismos o en otros cuerpos. Es decir, cualquier sistema que tenga la capacidad de transformar o transformar a otros, tiene una energía de algún tipo.

Características de la energía:
Durante la primera mitad del siglo XIX, hubo varios científicos que han tenido la idea de la energía y finalmente en 1847 el físico alemán Helmholtz enunció la Ley de Conservación de la Energía (LCE), que dice así: «La energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma».
La energía puede ser transformada de una forma a otra o transferencia de un cuerpo a otro, pero en conjunto permanece constante.

Energía térmica

La energía térmica es la energía que posee un cuerpo (o un sistema material) debido al movimiento o agitación desordenada de las partículas que lo componen.

Para medir la agitación de las partículas en un sistema, utilizamos una cantidad física llamada temperatura. La temperatura es la cantidad física que indica la agitación térmica de las partículas (átomos o moléculas) que componen un sistema material.

Esta agitación se conoce como nivel térmico. Si ponemos dos cuerpos en contacto a diferentes temperaturas, siempre hay un pasaje de energía térmica del cuerpo a mayor temperatura al cuerpo a menor temperatura, independientemente de la masa de ambos cuerpos.

En el SI, la temperatura se mide en kelvin, K. Nótese que no decimos «grado» kelvin, y que el símbolo K no está precedido por ° como vértice. La energía térmica contenida en un cuerpo depende de su temperatura, pero también de su masa.

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