Solucionario Física y Química 4 ESO Santillana Serie Investiga Pdf

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Resumen de contenidos

El movimiento

Variables escalares: están perfectamente definidas con un valor numérico y la correspondiente unidad de referencia. Ejemplos: longitud, volumen, temperatura o tiempo.

Variables vectoriales: para definirlas correctamente, además de su valor (módulo), es necesario conocer su dirección y dirección. Ejemplos: posición, desplazamiento, velocidad, aceleración y fuerzas.

Cómo se describe el movimiento:

  • Ubicación(es): es la ubicación del teléfono móvil. Su unidad de medida en el SI es el contador (m). El vector de posición conecta el origen con la ubicación del teléfono móvil.
  • Desplazamiento (Δs): es un vector desde la posición inicial hasta la posición final. Su módulo es la distancia en línea recta entre las dos posiciones. Se mide en metros en el SI. Su signo indica la dirección del movimiento.
  • Distancia recorrida (d): es la longitud, medida en el camino, que ha recorrido el teléfono móvil.

Las fuerzas

Un cuerpo está en movimiento cuando cambia su posición con respecto a un cuerpo de referencia. Todo movimiento es relativo, ya que el hecho de que un cuerpo se mueva o no depende del observador, es decir, del punto que se toma como referencia para su estudio.
La cinemática es la parte de la física que estudia el movimiento, independientemente de sus causas. Para
Esto significa que tenemos que definir un sistema de referencia, coordenadas y unidades de longitud y de
tiempo.
Sistemas de referencia: Son ejes reales o imaginarios, que parten de un punto llamado origen de coordenadas, y pueden tomar muchas formas. Utilizaremos un sistema de referencia cartesiano en dos dimensiones, (dos ejes perpendiculares entre sí), e inercial (no se mueve, o se mueve con MRU ). Hay que tener en cuenta que, en realidad, no hay ningún punto material fijo en el universo, pero consideraremos que la superficie de la Tierra está quieta.

Las fuerzas gravitacionales

La fuerza de gravedad es una de las interacciones fundamentales de la naturaleza. Newton descubrió en 1665 la llamada Ley de Gravedad Universal. Los cuerpos se atraen entre sí con una fuerza directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa.

La expresión matemática de esta ley es:

F es igual a G por el numerador de la fracción m por M entre el denominador d al cuadrado de la fracción final.

Dónde:

F = atracción gravitacional. Si consideramos los cuerpos grandes, la fuerza apunta hacia el centro del cuerpo.

G = constante gravitatoria universal. Tiene el mismo valor en todo el universo: G es igual a 6 punto 6710 alto menos 11 final de la fracción alta numerador N m al cuadrado entre el denominador K g al cuadrado de la fracción final

m-M = masas corporales en kg

d = distancia entre los cuerpos en metros. Si los cuerpos son grandes, se toma la distancia entre los centros.

Debido a la pequeñez de la constante gravitatoria, la fuerza de gravedad sólo es apreciable entre cuerpos cuya masa es muy grande (planetas, estrellas…).

Fuerzas y presiones en los fluidos

Un sólido que entra en contacto con otro ejerce una fuerza en su superficie tratando de penetrarla. El sitio efecto deformante de dicha fuerza o la capacidad de la penetración depende de la intensidad de la fuerza y de la zona de contacto. La presión es el tamaño que mide esa capacidad.

Una fuerza externa aplicada a una pared móvil de un recipiente que contiene un fluido crea un la presión que lo comprime. La fuerza distribuida sobre la superficie de la pared móvil da la presión (P = F/S). El volumen que ocupa el fluido disminuye con el aumento de la presión. La compresibilidad es casi nula para los líquidos.

Incluso sin fuerza externa, el peso del líquido ejercerá una presión hidrostática en sus capas inferiores. Esta presión genera una fuerza que actúa desde el interior del líquido hacia el exterior y perpendicular a todas las paredes del contenedor.

Trabajo y energía

Aunque todos tenemos una idea previa de lo que es la energía (nos sentimos más o menos energéticos, esta comida es muy energía o las bombillas tienen un bajo consumo) es complejo definir exactamente qué es la energía. Todos los cuerpos tienen energía incluso si no se transforman, por ejemplo:
El agua embalsada tiene energía. Por esta razón, cuando se libera en un la central hidroeléctrica provoca el  movimiento de las turbinas que generan la electricidad.
La gasolina tiene energía. Por eso cuando se produce la combustión causa un cambio de temperatura.
El resorte del boli tiene energía. Es por eso que cuando se libera la sujección expande el mecanismo.

La energía E puede definirse como la cantidad física escalar que representa la capacidad de los sistemas materiales para producir cambios o transformaciones en sí mismos o en otros organismos. Aún así, la energía no es la causa de estos cambios (son las fuerzas) y sus efectos son las transferencias de energía.

Transferencia de energía: calor

El calor es una forma de energía y se mide por los efectos que produce. Los efectos del calor son de tres tipos: un aumento de la temperatura, un aumento de volumen y un cambio de estado físico.

Como energía, el calor se mide en julios (J) en el Sistema Internacional. Las calorías (1 cal = 4.184 J) y sus múltiplos se siguen utilizando como lakilocaloría (1.000 cal), principalmente por el valor energético de los alimentos. Una caloría es la cantidad de calor que debe darse a un gramo de agua para que su temperatura aumente un grado.

Ya que el calor es energía, cuando el calor es traído a un cuerpo, su energía debe ser aumentada. Sin embargo, si calentamos un ladrillo, no vemos que este ladrillo se mueva (lo que representaría un aumento de la energía cinética) o que el ladrillo aumente su altura con respecto al suelo (lo que sería un aumento de la energía potencial). Entonces, ¿a dónde fue la energía o el calor? La respuesta está en la llamada energía interna de los cuerpos.

Transferencia de energía: ondas

El calor se puede propagar de tres maneras: por conducción, convección y radiación.

En el caso de la conducción, no todos los cuerpos se comportan de la misma manera; los metales son buenos conductores y lana o madera transmiten el calor muy mal, así que se usan como aislamiento.

La convección es responsable de los fenómenos condiciones climáticas como las tormentas, que se producen cuando hay una gran diferencia de temperatura entre las capas inferiores y superiores de la atmósfera. El sitio
El aumento del aire caliente y húmedo quita el agua que se condensa cuando llega a zonas más frías.

En lo que respecta a la radiación, sólo tenemos que traer las manos a una bombilla (no a un tubo fluorescente,
basado en otro principio) para comprender el valor calórico de su emisión. Observamos que la energía radiante es transmitida por el vacío, haciendo que podríamos obtener luz y calor del sol.

La reacción química

Para saber si se ha producido una reacción química, compruebe si se ha observado alguno de los siguientes efectos: explosión, llama, formación de sólidos, liberación de gas o cambio de color.

Las sustancias que desaparecen en una reacción se llaman reactivos, y las que se forman se llaman productos. La transformación está simbolizada por una flecha, por lo que una reacción química se representa como: Reactivos → Productos

Obsérvese que puede haber productos antes de que la reacción tenga lugar: cuando se quema un trozo de carbón, se forma dióxido de carbono, que ya está en la atmósfera donde tiene lugar la reacción.

También suele ocurrir que no todos los reactivos se agotan en el proceso y algunos quedan. Continuando con el ejemplo anterior, después de que el pedazo de carbón se ha quemado, el oxígeno atmosférico permanece sin reacción. El carbono es el reactivo limitante y el oxígeno es el reactivo sobrante.

La química y el carbono

Química orgánica o química del carbono: es una rama de la química que estudia los compuestos de carbono. Inicialmente se creía que sólo los compuestos de carbono se han encontrado en la química orgánica de los seres vivos.
En 1828 F.Wöhler sintetizó urea (compuesto orgánico) a partir de reactivos inorgánicos Química del carbono. En los compuestos orgánicos a los que se une el C:

  • Hidrógeno, oxígeno y nitrógeno principalmente.
  • Fósforo, azufre, halógenos (F, Cl, Br e I) en menor medida.

Los enlaces en los compuestos de carbono son covalentes.

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