Integrador de Introducción a la Física

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Trabajo integrador
Leer el texto que se adjunta y responder las siguientes preguntas:
Tema Magnitudes: 
1. Escribir los siguientes números aplicando la notación científica:
a) 5.345.000 (5,344 × 10^6)
b) 0,0000007654 (7,654 × 10^-7)
c) 0,000231 (2,31 × 10^-4)
d) 12.025.000.000 (1,2025 ×10^10)
e) 0,00000000000000016 (1,6 × 10^-16)
2. Efectuar los siguientes cambios de unidades (expresando con notación científica cuando sea posible):
a) 10 d 5 h 20 min a S.
10 d a S= 864000 S.
5 h a S= 18000 S
20 min a S= 1200 S
8,83200 S
(8,83200 ×10^5)
b) 1 año a s. (considerar 1 año =365.25 días) 
1 año a S= 31557600 S
(3,1557600 ×10^7)
c) 30 m a km 
30 m a km= 0,03 km
(3 ×10^-2)
d) 55 m2 a cm2 
55 m2 a cm2= 550000 cm2
(5,5 ×10^5)
e) 2 cm a km 
2 cm a km= 0,00002 km
(2 ×10^-5)
f) 20 m a km 
20 m a km= 0,02 km
(2 ×10^-2)
g) 23 km2 am2 
23 km2 a m2= 23000000 m
(2,3 ×10^7)
h) 8 d 5h 10 min a s 
8 d a S= 691200 S
5 h a S= 18000 S
10 min a S= 600 S
709800 S
(7,098 ×10^5)
i) 33 dm3 a mm3 
33 dm3 a mm3= 33000000 mm3
(3,3 ×10^7)
j) 5 mm2 a dm2 
5 mm2 a dm2= 0,0005 dm2 
(5 ×10^-4)
k) 1 año Luz a km (considerar la velocidad de la luz "c” igual a 3 x 105 km/s)
31557600 (S en un año)
31557600 S * 3 × 10^5 km/s
9,46728 ×10^12 km
Tema Fuerzas
Cuestionario: 
1) ¿A qué llamamos FUERZA? 
2) ¿Con qué unidades se expresa el valor de una fuerza? 
3) ¿Con qué instrumentos se miden las fuerzas? 
4) ¿A qué llamamos PESO de un cuerpo? 
5) ¿A qué llamamos MASA de un cuerpo?
1. Llamamos fuerza a todo aquello con la capacidad de modificar la forma o la velocidad de un cuerpo.
2. El valor de una fuerza se mide con la unidad N (NEWTON).
3. Las fuerzas se miden con instrumentos como dinamómetro, transductores de fuerza, celdas de carga, maquinas patrón nacional de fuerza y las maquinas universales de ensayo , prensas.
4. Llamamos peso de un cuerpo a la fuerza gravitacional que la tierra ejerce sobre nosotros. 
5. La masa de un cuerpo es aquella que no cambia de valor en parte alguna del universo.
Tema: La energía.
Leer el texto que se adjunta y responder las siguientes preguntas: 
a) Elaborar una definición de energía. ¿En qué unidad se mide?
b) Enumerar las características de la energía. 
c) Elaborar un cuadro comparativo de las diferentes formas de energía (cinética, potencial, eléctrica, química, nuclear, térmica y radiante) 
d) Definir fuente de energía. Describir, brevemente cada una. 
e) ¿A qué se llama eficiencia? ¿Qué significa que la energía se degrada? 
f) ¿Cómo se calcula la potencia? ¿En qué unidad se mide? 
A. La energía es aquello que se necesita para hacer cualquier actividad y que se encuentra en todas partes, pero únicamente podemos observar en los efectos que produce sobre los cuerpos. La energía se mide y se expresa mediante la unidad de energía que es el Joule (J).
B. características de la energía: 
1. En general se la puede almacenar, y por lo tanto usar cuando se más convenga. 
2. Se la puede transportar pasándola de un lugar a otro mediante un sistema de traslade. 
3. Es posible transformar la energía en otra que sea más útil. 
4. Se transfiere con facilidad a otros cuerpos. 
5. No se puede crear no destruir; se conserva y no se gasta, solo se transforma o se transmite de un cuerpo a otro.
C. [Imagen]
D. Llamamos fuente de energía a todo aquello, natural o artificial, de lo que podemos extraer energía y utilizarla. Según su procedencia, la energía puede ser hidráulica, solar, eólica, de la biomasa, geotérmica, mareomotriz o de los combustibles fósiles.
Tipos de fuentes de energía:
· Energía hidráulica: La energía hidráulica se obtiene del aprovechamiento de una caída de agua, en forma natural o artificial. En este último caso, cuando se interpone una represa en el cauce de un rio el agua se acumula en un embalse. Si se abren las compuertas de la represa, el agua sale con mucha presión, pasa a través de una turbina y la hace girar. A su vez, la turbina se encuentra acoplada a un generador eléctrico, mediante el cual se produce electricidad.
· Energía solar: la energía solar llega desde el Sol hasta la Tierra en forma de radiación.
Nuestro país, por su elevado número de horas de sol al año, tiene un gran potencial de aprovechamiento de esta energía. En la actualidad se puede usar directamente por dos vías: térmica y fotovoltaica.
· Energía solar térmica: utilizada para calentar un fluido, generalmente agua. Este proceso tiene lugar en unos aparatos denominados colectores. La energia obtenida se aplica fundamentalmente para obtener agua caliente y calefacción de uso doméstico. En algunos casos, a altas temperaturas, también es posible obtener energía eléctrica.
· Energía solar fotovoltaica: permite la transformación directa de la energía solar en energía eléctrica, por medio de unos dispositivos especiales fabricados con silicio, llamados paneles fotovoltaicos.
Esta energía puede utilizarse directamente para consumo domestico bien transferirse a la red eléctrica general.
· Energía de la biomasa: La biomasa es el conjunto de materia orgánica, de origen animal o vegetal, procedente de la transformación natural o artificial de los restos a seres vivos. La energía de la biomasa puede obtenerse ya sea a través de la que directa o mediante una transformación para conseguir otro tipo de combustible, como el biodiesel. En el presente, el aprovechamiento emerge de la biomasa consiste principalmente en la producción de gas (lama biogás), energía térmica y energía eléctrica.
· Energia eólica La energía eólica es una forma de energia cinética producida por el viento. Los seres humanos la han utilizado, a lo largo de la historia, para diferentes actividades: mover embarcaciones, accionar molinos de viento para bombear agua, moler granos, etcétera.
· Energia geotérmica: La energía geotérmica es la que proviene del calor presente en el interior de la tierra. Se puede aprovechar mediante la perforación de la superficie terrestre. En la actualidad el calor terrestre se aprovecha, por ejemplo, en zonas volcánicas o de aguas termales, en la industria, y para calefacción y climatización de piscinas. 
· Energía mareomotriz: La energía mareomotriz es la que se obtiene del movimiento ascendente y descendente del agua del mar, producido por las mareas. Hay lugares en los que la diferencia del nivel del agua entre la marea alta (pleamar) y la marea baja (bajamar) es de varios metros. Esta diferencia de altura permite obtener energía cinética que se utiliza para mover turbinas y asi generar electricidad.
· Energía de los combustibles fósiles: Los combustibles fósiles son aquellos que se transformaron en el subsuelo terrestre, hace millones de años, a partir de restos de seres vivos en presencia de ciertas condiciones de presión y temperatura. Tienen un gran poder calorífico, es decir, contienen gran cantidad de energía química aprovechable. Son el carbón mineral, el petróleo y el gas natural.
E. La eficiencia es la parte aprovechable de la energía en alguna transferencia. La energía se degrada cuando el suministro de energía se acaba y no puede recuperarse y usarla de nuevo. 
F. Para calcular la potencia hay que dividir la energía por el tiempo empleado en el proceso. La potencia se mide en Watt (W) y Horse power (HP).
Tema Calor
Páginas 142-143-144-146-147 (Santillana) 
1) El texto dice que en la Antigüedad se consideraban la luz y el calor como fenómenos de distinta naturaleza ¿Vos pensás lo mismo? Explica tu respuesta. 
2) Habrás notado que las cenizas emiten calor aun después de que el fuego se apagó. ¿Cómo explicaría Joseph Black este fenómeno? ¿Por qué no emiten luz? 
3) ¿Cómo explicarías que la luz del Sol o la que proviene de las lámparas incandescentes. por ejemplo. produzcan cambios de temperatura? 
4) Hablando de la temperatura, ¿es lo mismo que calor? Explica tu respuesta.
1. No, el calor es una forma de energía y la luz otra. Al encender una fogata o estufa no esta transmitiendo dos formas de energía por separado.
2. Joseph Black explicaría este fenómeno comola respuesta de las cenizas, y restos, hasta que lleguen al balance térmico con el medio ambiente. Las cenizas no emiten luz porque no tienen suficiente energía.
3. Esto sucede porque irradian calor que se transmite al medio.
4. Calor y temperatura no son lo mismo pues la temperatura es un indicador de cuan frío o caliente esta un cuerpo, el calor es una forma de energía que pasa de un cuerpo a otro.
· ¿Ahora qué es el calor? (Página 183)
El calor es el responsable de los cambios térmicos, también tiene una interpretación similar a la temperatura.
· ¿Cómo se transmite el calor?
El calor se transmite por radiación, conducción o convección.
· A qué se refiere la frase hace "frio" o hace mucho calor, te propongo que busques en algún diccionario la palabra termómetro.
La frase “hace mucho calor” o frío hace referencia a que hay bajas o elevadas temperaturas.
· ¿Qué es un termómetro? ¿Para qué Sirve?
Un termómetro es un instrumento de medición de temperatura. Cundo el mercurio en su interior recibe calor se dilata y recorre todo el tubo.
Realizar de la página 158 (Santillana), los puntos 11-12-13-14-15-16 Tema Calor.
11) Dos cafeteras de igual forma contienen, cada una, un litro de café a 70 °C. Una cafetera es de aluminio y la otra, de acero inoxidable
a) transcurridos unos pocos minutos, ¿de qué cafetera se servirían café? Justifiquen la respuesta 
b) ¿Luego de mucho tiempo, seria importante elegir alguna cafetera en particular? 
a. Me serviría la cafetera de aluminio porque se calienta antes y conserva el calor más tiempo, esto porque el aluminio es un aislante térmico. 
b. Luego de un tiempo seria importante elegir la cafetera de acero inoxidable, esto porque el aluminio se corroe fácilmente y a gran velocidad.
12. Cuando una persona siente frio tiende a acurrucarse ¿Cómo se podría justificar este comportamiento tan habitual? 
12) Esto sucede porque el calor que pierde el cuerpo depende de la superficie que expone al aire, al acurrucarse expone menos superficie corporal y pierde menos calor.
13. Uno de los versos del Martin Fierro dice: "El fuego, pa calentar debe ir siempre por abajo". ¿Por qué? Explicá el contenido del verso desde el punto de vista de la física 
13) Esto porque se sabe que el calor de la llama calienta el aire circundante y este asciende, por lo tanto por sobre la llama el calor será mayor.
14. Realicen la siguiente experiencia sencilla, pero con mucho cuidado: ubiquen un fosforo entre los dientes de un tenedor y enciéndanlo. 
a) ¿Pueden lograr que se queme completamente? 
b) Prueben con otros fósforos en diferentes posiciones. ¿Cómo explican lo que sucede? 
a. Sí, se puede quemar el fosforo completamente. Si ponemos el fosforo apuntando con la parte que se prende hacia abajo, la causa de esto es por que el fuego sube hacia arriba, y va quemando el resto del palo.
b. Si lo pones apuntando hacia arriba, el fuego va a quemar un poco, pero no va a seguir por que apunta al sentido contrario. Si seguimos probando, si al fosforo lo ponemos con la parte roja un poco hacia arriba no se va a quemar todo, por lo dicho antes, en cambio si pones la parte roja inclinada un poquito para abajo se quema todo.
15. ¿Por qué los esquimales construyen sus viviendas en forma de iglú y con hielo, en lugar de usar otros materiales y diseños? Investiga acerca de las propiedades térmicas del hielo para justificar tu respuesta.
15) Los esquimales construyen sus viviendas en forma de iglú porque la temperatura es muy baja y el hielo se mantiene solido, además usan agua para unir las parte por que el agua se congela y queda una unión resistente entre los bloques. 
16. Los onas (o Selk nam, como en realidad se llamaban) antiguos pobladores de Tierra del Fuego, construían sus chazas con ramas recubiertas por barro por fuera. ¿Es un diseño adecuado para esa región? Busca información acerca de los materiales que constituyen la choza y justifica desde el punto de vista de la física.
Tema: Expansión Térmica 
5. Lee atentamente las siguientes frases:
· La habitación está muy caliente porque está prendida la estufa.
· Hoy hace más frio que ayer.
· Para cocinar bien con el horno hay que bajar el fuego para disminuir la temperatura de cocción.
Ahora, resuelve las siguientes consignas:
a) Analiza si son correctas desde el punto de vista de la física y explica por qué. 
b) En caso de ser incorrectas, redáctalas de modo que expresen la idea correctamente. 
a. La frase “La habitación está muy caliente porque está prendida la estufa” es correcta porque el calor de la estufa se transmitió por radiación lo que hizo que la habitación se calentara.
“Hoy hace más frío que ayer” esta mal dicho, el frío es la falta de calor y el calor es una energía.
“Para cocinar bien con el horno hay que bajar el fuego para disminuir la temperatura de cocción”, esta bien pues el fuego lo que le da calor.
b. La frase “Hoy hace más frío que ayer” en realidad se dice, “hoy la temperatura es más baja que ayer”.
2. En una olla se colocan 2 litros de agua a 10 °C y se la pone al fuego. ¿Cuánta cantidad de calor se deberá entregar para que comience a hervir? Expresen el resultado en joules y en calorías. 
3. Supone que tenés una arandela de acero de 3 cm de diámetro, Su agujero tiene 1 cm de diámetro a 20 °C de temperatura. ¿Si calentás la arandela en la hornalla de la cocina, el agujero se agranda, se achicado o no se modifica?
1) Se deberán entregar 90 °C porque el agua comienza a hervir a los 100 °C (180 kcal y 753 J)
2) SI calentás una arandela en la hornalla de la cocina el agujero de esta se agranda, esto porque el metal se dilata ante el calor. 
Sobre la base de lo estudiado describí lo que ocurre:
1) Un litro de agua a 0 °C se calienta hasta que hierve. Justo cuando empieza a hervir se apaga el fuego y sobre la hornalla apagada se deja enfriar el agua. 
¿Cuál es la cantidad de calor que el agua cede al ambiente si la temperatura de este es 20 °C?
1. Debido a que el agua hierve a los 100 °C y cuando se la deja enfriar esta a 20 °C, la cantidad de calor que el agua cede al ambiente es de 80 °C.
Tema Electricidad (Santillana) Pagina 102
1. Escribonio Largo, era el médico personal del emperador romano Claudio, entre los años 41 y 54. Tras leer el texto anterior, explicá a qué se refiere Escribonio cuándo escribe su receta. ¿Qué se espera que haga el pez torpedo con el paciente? 
2. ¿Además de la que producen los peces mencionados en esta página, conoces otras fuentes naturales de electricidad? En caso afirmativo, menciónalas. 
3. Cuando el texto describe la intensidad de las descargas eléctricas hace uso de unidades como “volts" o "amperes". ¿Tenés idea de qué indican esas unidades? 
4. El texto señala que los romanos notaron que las descargas de la raya torpedo podían viajar a través de los arpones metálicos de los pescadores. ¿Habría ocurrido lo mismo si los arpones hubiesen sido de madera? ¿Por qué? 
5. El texto se refiere al desconocimiento entre los pueblos mencionados, de la "naturaleza de la electricidad" y concluye señalando que la pregunta sobre su composición carecía en ese momento de respuesta. ¿Ha cambiado esa situación? ¿Tienes idea de qué se considera hoy que es la electricidad?
1) Se espera que el pez torpedo de descargas eléctricas que se utilizaran para estimular el nervio trigémino (controla la sensibilidad en la cara y el cerebro) y, de esta forma, reducir el dolor y prevenir las migrañas.
2) Se sabía que al frotar ciertos objetos, como una barra de ámbar, con lana o piel, se obtenían pequeñas cargas que atraían pequeños objetos, y frotando mucho tiempo podía causar la aparición de una chispa.
3) Los volts son la unidad de medida que determina la cantidad de corriente eléctrica y los amperes determinan la intensidad de la corriente eléctrica.
4) No hubiera sido lo mismo porque la madera no es conductora de la electricidad.
5) Hoy en día se considera que la electricidad es indispensable para todos ya que las maquinarias y artefactos modernos la necesitan a esta para su funcionamiento.Realizar de la página 118 (Santillana), los puntos 11-12-13-15.
1. Resuelve el siguiente acertijo: se tiene un grupo de cuatro cuerpos. que llamaremos A, B, C y D. Sabemos que A repele a B, y al mismo tiempo A atrae a C. Pero C repele a D. Nos informan que D está cargado positivamente. ¿Cómo están cargados A, B y C?
2. En el texto se propusieron tres ejemplos de resistencias: una lámpara, un motor eléctrico y una radio. ¿En qué formas de energia se transforma la energia eléctrica en cada uno de los tres dispositivos mencionados? 
3. El texto menciona diferentes tipos de pilas y baterías Intenta localizarlas como fuentes de voltaje en el interior de algún reloj, una computadora, una cámara fotográfica y algún otro artefacto eléctrico que tengas en tu casa. Fíjate si sus especificaciones coinciden con la información suministrada en el texto.
4. Las siguientes afirmaciones están desordenadas. Analiza el conjunto y pone las oraciones en orden, de manera que describan correctamente el camino seguido por la electricidad en un circuito simple, con una pila y una lamparita.
· Pasa por el filamento y produce luz y calor.
· Llega a la pila por el terminal positivo (+)
· Sale de la lamparita por un conductor interno.
· La electricidad sale de la pila por el terminal negativo (-)
· Otro conductor la transporta por el interior de la lamparita hasta el filamento.
· Circula por el conductor que está en el interior del cable.
· Retorna a la pila por otro cable.
1) A es positivo, B es negativo, y C es negativo.
2) La lámpara pasa de energía eléctrica a energía calórica, el motor eléctrico pasa de energía eléctrica a energía mecánica, y la radio pasa de energía eléctrica a energía radiante.
3) 1ra pila: Pila alcalina, con V 1,5 (control remoto).
2da pila: Pila seca “común” AAA, con V 1,5 (medidor de presión arterial).
4) Circuito simple, recorrido:
· La electricidad sale de la pila por el terminal negativo (-)
· Circula por el conductor que está en el interior del cable.
· Otro conductor la transporta por el interior de la lamparita hasta el filamento.
· Pasa por el filamento y produce luz y calor.
· Sale de la lamparita por un conductor interno.
· Retorna a la pila por otro cable.
· Llega a la pila por el terminal positivo (+)