Descarga la aplicación para disfrutar aún más
Vista previa del material en texto
SEGUNDO AÑO DE BACHILLERATO 2° PROYECTO EDUCACIÓN PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD Ciencias Naturales MATERIAL DE APOYO PROYECTO EDUCACIÓNPROYECTO EDUCACIÓNCiencias PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD Segundo Año de Bachillerato ÍNDICE Carta de titulares...................................................................................................... Siglas...................................................................................................................... Presentación........................................................................................................... Generalidades......................................................................................................... Objetivos de grado.................................................................................................. UNIDAD 1: BASE DE LA CIENCIA Y LA INVESTIGACIÓN II Lección 1.1. Avances científicos y tecnológicos del planeta................................... Lección 1.2. Desarrollo científico y tecnológico del país........................................ Bibliografía.............................................................................................................. UNIDAD 2: FÍSICA Lección 2.1. Fluidos reales e ideales...................................................................... Lección 2.2. Principio de Pascal y Arquímedes..................................................... Lección 2.3. La presión hidrostática...................................................................... Lección 2.4. La presión atmosférica...................................................................... Lección 2.5. Conductividad y conductancia.......................................................... Lección 2.6. Circuitos en serie y paralelo.............................................................. Lección 2.7. Imanes............................................................................................... Lección 2.8. Ondas mecánicas............................................................................... Lección 2.9. Reflexión y espejos............................................................................ Bibliografía.............................................................................................................. Página 5 6 7 9 12 13 19 24 25 34 42 46 53 60 71 80 88 98 PROYECTO EDUCACIÓNPROYECTO EDUCACIÓNCiencias UNIDAD 3: QUÍMICA II Lección 3.1. Reacciones químicas.......................................................................... Lección 3.2. Tipos de reacciones químicas............................................................. Lección 3.3. Velocidad de las reacciones químicas................................................ Lección 3.4. Balanceo de reacciones químicas..................................................... Lección 3.5. Escala de PH...................................................................................... Lección 3.6. Nomenclatura de compuestos orgánicos........................................... Lección 3.7. Estructura y funciones de las biomoléculas....................................... Lección 3.8. Biomoléculas...................................................................................... Bibliografía............................................................................................................... UNIDAD 4: BIOLOGÍA Y ECOLOGÍA Lección 4.1. Diversidad biológica............................................................................. Lección 4.2. Pérdida de la biodiversidad biológica................................................. Lección 4.3. Taxonomía y sistemática.................................................................... Lección 4.4. Reinos de la naturaleza...................................................................... Lección 4.5. Origen y evolución del planeta tierra.................................................. Lección 4.6. Homínidos fósiles y de homo sapiens................................................ Lección 4.7. Perturbaciones naturales y antrópicas............................................... Lección 4.8. Cambio climático y albedo planetario................................................. Bibliografía............................................................................................................... 101 107 111 116 121 127 131 136 141 143 149 154 161 175 185 193 198 202 PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 7Segundo Año de Bachillerato CARTA DE TITULARES Estimado y estimada estudiante: Como Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología y la Dirección Nacional de Educación de Jóvenes y Adultos te damos la más cordial bienvenida a este proceso de formación y consideramos fundamental brindarte oportunidades educativas de Tercer Ciclo y/o Bachillerato, por medio de las ofertas educativas flexibles que promueven la formación y certificación de tus competencias por madurez, y mediante procesos académicos acelerados de nivelación académica, con metodologías semipresenciales y virtuales, fundamentados para que tu aprendizaje sea autónomo. Para la implementación de estas estrategias educativas, la Dirección Nacional de Educación de Jóvenes y Adultos, con el apoyo del Gobierno de los Estados Unidos de América, mediante la Agencia de los Estados Unidos para el Desarrollo Internacional (USAID) a través del Proyecto de Educación para la Niñez y Juventud (ECYP), ha elaborado este material de apoyo que esperamos sea de total utilidad para lograr con éxito tus metas académicas, por medio de la prueba de suficiencia o con tutoría para la nivelación académica. Ahora que inicias esta nueva aventura de aprender, tienes en tus manos este material de apoyo donde encontrarás la información básica para que puedas estudiar en casa y adquieras los conocimientos, habilidades y valores, que abran mejores oportunidades de vida. Reiteramos que el camino para obtener grandes logros académicos es el esfuerzo, la disciplina y el trabajo constante. Por ello, te felicitamos por tomar la decisión de continuar tus estudios y te invitamos a dar lo mejor de ti para salir adelante. Por nuestra parte, reafirmamos nuestro compromiso de ofrecerte servicios educativos de alta calidad que garanticen el derecho a la educación de todas las personas, especialmente las más vulnerables, para que alcancen los once años de escolaridad. Te exhortamos a que realices el máximo esfuerzo por superarte académicamente y logres tus propósitos de vida. ¡Ánimo!, ¡sigue adelante! Carlos Mauricio Canjura Linares Ministro de Educación, Ciencia y Tecnología 8 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias SIGLAS ÁGAPE, Asociación ÁGAPE de El Salvador. AIS, Asociación Institución Salesiana. DNEJA, Dirección Nacional de Educación de Jóvenes y Adultos. ECYP, Proyecto Educación para la Niñez y Juventud (por sus siglas en inglés). FEDISAL, Fundación para la Educación Integral Salvadoreña. FHI 360, Family Health International. FUNPRES, Fundación Pro Educación de El Salvador. FUSALMO, Fundación Salvador del Mundo. MINEDUCYT, Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología. PAES, Prueba de Aptitudes y Aprendizaje para Egresados de Educación Media. UDB, Universidad Don Bosco. USAID, Agencia de los Estados Unidos para el Desarrollo Internacional. PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 9Segundo Año de Bachillerato PRESENTACIÓN El Proyecto Educación para la Niñez y Juventud (ECYP) surge bajo la iniciativa del Asocio para el Crecimiento y la Estrategia Global de Educación, por parte de la Agencia de los Estados Unidos para el Desarrollo Internacional (USAID) - El Salvador, como apoyo al Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología (MINEDUCYT) en la implementación del Plan Social Educativo 2009-2014: “Vamos a la Escuela” y, el posterior Plan Nacional de Educación en función de la Nación 2015-2019. El proyecto tiene como propósito: “Mejorar las oportunidades educativas para estudiantes de tercer ciclo vulnerables/desventajados y jóvenes entre lasedades de 9 a 24 años de edad que no están en la escuela, que viven en los municipios seleccionados con una tasa alta de crimen”.1 Los principales socios del proyecto son el Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología, como socio gubernamental, la Fundación para la Educación Integral Salvadoreña (FEDISAL), socio implementador líder, junto a la red de instituciones socias: Family Health International (FHI 360), Asociación Institución Salesiana (AIS), Fundación Salvador del Mundo (FUSALMO), Universidad Don Bosco (UDB), Fundación Pro Educación de El Salvador (FUNPRES) y la Asociación ÁGAPE de El Salvador. Como parte de la implementación del proyecto, se busca:2 1. Mejorar sosteniblemente los resultados educativos para estudiantes de segundo y tercer ciclo. 2. Aumentar el acceso a oportunidades educativas para jóvenes no escolarizados. 3. Adquirir y efectuar la distribución de útiles escolares a escuelas dañadas por el Huracán IDA. 4. Apoyar con un fondo de respuesta rápida (para emergencias por fenómenos naturales), en caso de requerirse. 1. FEDISAL y Red de Socios. Proyecto educación para la Niñez y Juventud. Plan de Trabajo Anual 2015. Pág. 3 2. Ibídem, págs. 15-18 10 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias La implementación del proyecto inició en el año 2013; con la atención a una población de niños y adolescentes de las edades y características consideradas por el proyecto, principalmente de aquellos que enfrentan situaciones de violencia, sobre edad escolar, vulnerabilidad, embarazo temprano, dificultades económicas, de acceso educativo y laboral y/o productivo. Para dar respuesta a las dificultades señaladas, en el marco del Objetivo 2 del proyecto, se creó el Programa de Formación Integral, que es un programa complementario a la oferta educativa de Modalidades Flexibles que brinda el Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología. El programa incluye servicios integrales que potencian los esfuerzos gubernamentales y locales por brindar oportunidades educativas a la población que se encuentra fuera del sistema educativo regular. Específicamente, ejecuta actividades orientadas a aumentar el retorno, la permanencia y el éxito escolar de niños y jóvenes que se encuentran fuera del sistema escolar, para que logren culminar sus estudios y obtener los grados académicos del sistema educativo; ya sea, desde la oferta académica de Modalidades Flexibles de Educación o desde la escuela regular. En el marco del trabajo anterior, el proyecto busca apoyar acciones concretas a la estrategia de atención a niños y jóvenes que quieren retomar sus estudios y obtener su certificación de grado a través del servicio de Prueba de Suficiencia. El esfuerzo, ha logrado el diseño de 15 módulos para Tercer ciclo y 10 para Bachillerato; haciendo un total de 25 documentos de apoyo para la formación autónoma y el logro de indicadores de aprendizaje de los programas de estudio. PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 11Segundo Año de Bachillerato GENERALIDADES OBJETIVO Brindar a la población estudiantil de Modalidades Flexibles de Educación, de Bachillerato General, un documento de apoyo académico, que sirva de material de estudio autónomo, para someterse a la Prueba de Suficiencia. LINEAMIENTOS El material de apoyo presentado ha sido concebido bajo la iniciativa de beneficiar a la población estudiantil de Modalidades Flexibles de Educación, que aplica a la Prueba de Suficiencia. El documento está orientado al trabajo autónomo por parte del estudiante; mediante una adaptación de la propuesta metodológica: Aprendo, Practico, Aplico (APA), que fue desarrollada exitosamente por el profesor colombiano, Óscar Mogollón, en su propuesta de la Escuela Nueva y Escuela Activa de Colombia en la década de los años 70. El diseño de cada documento de estudio, se fundamenta en la priorización de indicadores de logro de los programas de estudio vigentes, realizada por la Dirección Nacional de Educación de Jóvenes y Adultos (DNEJA), dependencia que orienta los procesos educativos relacionados con Modalidades Flexibles y la relación existente entre los mismos; determinando así, las unidades y lecciones de cada módulo. ORIENTACIONES METODOLÓGICAS El material de apoyo está integrado por unidades de aprendizaje y lecciones. Las unidades responden a una conjunción de indicadores de logro y objetivos de los programas de estudio de bachillerato, que derivan en lecciones. Cada lección facilita el desarrollo de uno o dos indicadores de logro; mediante el proceso Aprendo, Practico, Aplico. Según la metodología APA, el estudiante es el protagonista de su aprendizaje; por ello, en las lecciones, la redacción de las acciones se presenta en primera persona (yo), tiempo presente (yo aprendo, yo practico, yo aplico); indicando lo que el estudiante realiza en ese momento: leo, escucho, mido, organizo… A continuación, se explica qué contiene cada sección: Sección Aprendo: Está constituida por saberes previos y conocimientos básicos; es decir, se presenta una interrogante al respecto del tema, al nivel que el estudiante debe conocer inicialmente. Posteriormente, se presenta la información teórica respecto al tema, según el indicador de logro y se desarrollan ejemplos. 12 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias SECCIÓN ICONO ACTIVIDAD APRENDO Adquisición de teoría y ejemplificación. PRACTICO Resolución de ejercicios. APLICO Empleo de conocimientos en la comunidad o contexto inmediato. AUTOEVALUACIÓN Reflexión del nivel de aprendizaje adquirido en cada lección Sección Practico: En ella se dejan ejercicios que el estudiante deberá resolver para ejercitar la teoría recordada, estudiada y ejemplificada en la sección anterior. Sección Aplico: Orienta al estudiante para que emplee en su medio inmediato, los conocimientos adquiridos y ejercitados en las secciones anteriores. En esta sección se solicita al estudiante interactuar con su familia, comunidad, compañeros de labores, entre otros, para dar a conocer su nuevo aprendizaje, en el medio real en el que se desenvuelve. Es una sección donde el estudiante da cuenta de cómo los conocimientos teóricos tienen aplicación en la vida diaria. En las secciones Aprendo, Practico y Aplico, se presenta una evaluación formativa; es decir, una reflexión del aprendizaje, expresado en preguntas, que orientan al estudiante a reflexionar autónomamente sobre su proceso de adquisición de conocimientos, práctica y aplicación de los mismos. Al finalizar cada lección, se presenta un máximo de tres preguntas con opción de respuesta de selección múltiple, del tipo de preguntas de la Prueba de Aptitudes y Aprendizaje para Egresados de Educación Media (PAES); a fin de que el estudiante tenga contacto con este tipo de ejercicio y se familiarice con la modalidad de la PAES. Las secciones están identificadas por iconos, que han sido diseñados según la naturaleza de las actividades que se desarrollan en cada una: PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 13Segundo Año de Bachillerato I N D I C A D O R E S D E L O G R O S Evaluación formativa Evaluación formativa Evaluación formativa y sumativa • Relación de saberes previos con los nuevos conocimientos. • Construcción y reconstrucción de conocimientos. • Desarrollo de procesos inductivos y deductivos. • Ejercitación de lo aprendido para desarrollar habilidades y destrezas. • Ampliación de los conocimientos mediante consultas en otras fuentes. • Ningún autor, ningún libro, ninguna autoridad agota el conocimiento. • Aplicación de los conocimientos para hacerlos significativos. • Interacción con la realidad con otros contextos más amplios. • Apertura de caminos a una vida intelectual disciplinada y creativa. A P A Al finalizar cada unidad, se ha ubicado la bibliografía correspondiente. La estructura de las lecciones se describe a continuación: 14 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias CIENCIAS NATURALES SEGUNDO AÑO DE BACHILLERATO OBJETIVOSDE GRADO • Investigar y resolver correctamente problemas de fluidos, electromagnetismo y ondas, describiendo y aplicando principios científicos para la explicación cuantitativa y cualitativa de estos fenómenos naturales y su importancia en la vida de las personas. • Analizar y explicar con interés la constitución y transformación de la materia, describiendo sus propiedades físico-químicas y resolviendo problemas para comprender su aplicación en situaciones reales de la vida cotidiana. • Indagar y explicar con responsabilidad algunos problemas ecológicos globales del planeta, analizando su incidencia en el país, para promover las leyes ambientales y acciones para disminuir los daños de los recursos naturales del planeta. • Investigar y analizar con actitud crítica el origen y la evolución del planeta, las especies y el ser humano, por medio de teorías científicas que ayuden a la explicación y representación de la evolución y la importancia del ser humano en la protección de los recursos naturales del planeta. PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 15Segundo Año de Bachillerato UNIDAD 1. BASES DE LA CIENCIA Y LA INVESTIGACIÓN II OBJETIVO: LECCIÓN: 1.1. AVANCES CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS DEL PLANETA Analizar y describir críticamente la naturaleza de la ciencia y la tecnología, reflexionando con interés, los avances científicos y tecnológicos que permitan valorar el nivel de desarrollo de la ciencia en el mundo. INDICADOR DE LOGRO: Describe y analiza con interés los principales avances científicos y tecnológicos en el planeta. Escribo en el cuaderno los avances científicos y tecnológicos más importantes en el mundo, que recuerdo. ¿Qué considero que sé debería inventar? Muchas investigaciones científicas ya están implementadas en nuestro entorno y otras aparecerán próximamente. A continuación, presentaremos una lista de los principales avances de la ciencia y la tecnología de los últimos tiempos. APRENDO 16 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias La leo con atención: Cuando la electricidad llegó a las ciudades a principios del siglo XX, el alumbrado artificial modificó la duración y la distribución horaria de las actividades individuales, sociales, los procesos industriales, el transporte y las telecomunicaciones. Científicos responsables de esta innovación tecnológica son Edison con su sistema de corriente continua y Tesla con su sistema de corriente alterna. Sabías que…Las conexiones de la electricidad se pueden hacer en serie o en paralelo, como muestra la figura de la izquierda. El circuito 1 al encontrarse en serie, su voltaje (∆V) es variante, debido a que en cada punto donde se encuentra una resistencia el potencial (V) sufre caídas debido a la disipación de energía en forma de calor, en el caso 2, con un arreglo en paralelo, el voltaje de éste es constante, porque existe una caída de potencial única. Fue una gran novedad desde su invención a fines de la década de los 40 y se popularizó con suma rapidez en todos los hogares del mundo como un elemento más de la vida cotidiana. En nuestros días las nuevas tecnologías, como por ejemplo el LCD y los televisores de plasma, están sustituyendo los televisores en buena medida. En el año 1969 el Hombre llega a la luna. Este hecho es tomado como el comienzo de la era espacial. Desde entonces, la exploración espacial ha llegado a mostrar diversos aspectos de los confines más remotos del espacio, teorizando y formando hipótesis sobre diversos aspectos del universo. Llegada de la electricidad a las ciudades La televisión con sus rayos de tubos catódicos Conquista del espacio Fuente: http://ultimahora.sv/catedral-de-san-salvador- totalmente-remozada-para-la-bajada/ 1. Circuito en serie 2. Circuito en paralelo http://www.areatecnologia.com https://pixabay.com/es/tv-ver-f%C3%BAtbol-ver-la- televisi%C3%B3n-1271650/ https://www.google.com.sv/search?q=conquista PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 17Segundo Año de Bachillerato Gracias a los avances en electricidad se comenzó a desarrollar la electrónica. El diodo fue el primer componente electrónico descubierto. Este avance tecnológico se toma como el comienzo de la electrónica que nos dio, y nos sigue dando, tantos inventos nuevos. Entre otros, podemos señalar invenciones de la radio, televisión, el teléfono, fax, circuitos integrados, láser y computadoras. Fue otro de los más grandes inventos del siglo XX. El científico inglés Tim Berners-Lee, fue su creador. La WWW comenzó a desarrollarse cerca del 1990 y se puso a disposición del mundo entero en abril de 1993. Gracias a la WWW, se puede acceder a Internet desde todas partes y hoy, desde cualquier dispositivo con acceso a internet. Un enorme avance especialmente en el ámbito de la genética y sus aplicaciones en medicina. En 1997 el mundo científico se vio sacudido por la noticia del primer ser vivo clonado: la oveja Dolly. Seguramente la oveja más famosa de todos los tiempos. Desarrollo de la electrónica: La World Wide Web (WWW) o red informática mundial La biotecnología https://pixabay.com/es/bordo-electr%C3%B3nica- equipo-453758/ https://tecnologiaapple1.wordpress.com/2013/01/24/ capitulo-9-dentro-de-internet-y-word-wide-web/ http://www.napolitan.it/2016/07/05/47440/47440/ SÍ NO ¿Entiendo y explico con mis palabras qué es el método científico? ¿Cuál es el beneficio que a mi parecer he recibido con los avances tecnológicos? Escribo dos ideas, al respecto. Antes de continuar con el desarrollo de la lección, reflexiono lo siguiente: 18 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias PRACTICO Pienso en los automóviles eléctricos. Son vehículos que aparecieron en el 1920; pero no fue hasta la década de los 80’s que se perfeccionaron por las empresas Toyota Prius y en especial, Tesla Motors. Valoro el beneficio de las nuevas tecnologías desarrolladas con fenómenos electromagnéticos, identifico que el tren Maglev es una aplicación del principio de propulsión electromagnética. Posee enormes imanes que hacen que este sea suspendido, impulsado y guiado; logrando así que sea rápido, silencioso y más confortable que los sistemas de transporte tradicionales, ofreciendo un servicio óptimo y que los usuarios lleguen en menor tiempo a sus destinos. Energía solar fotovoltaica. Se desarrolló a partir del año 1970 frente a la crisis energética, problemas con el petróleo y el desarrollo de nuevas tecnologías. Imagen por Resonancia Magnética (IRM). Esta máquina les permite a los doctores escanear el cuerpo y detectar toda clase de problemas, desde una esclerosis múltiple a un derrame cerebral, un tumor o cáncer. Teléfonos celulares y computadoras. Piensa un momento en todas las cosas que puedes hacer con esta innovación tecnológica, realizando movimiento en tus dedos puedes acceder a cualquier tipo de información, puedes comunicarte, hacer registros gráficos, auditivos y localizarte mediante el sistema de GPS. http://www.ciudadypoder.mx/datos-que- debes-de-saber-antes-de-comprar-un- auto-electrico/ https:/ /es.wikipedia.org/wiki /Tren_de_ levitaci%C3%B3n_magn%C3%A9tica#/ media/File:Shanghai_Transrapid_002.jpg https://pixabay.com/es/energ%C3%ADa- solar-paneles-solares-862602/ https://www.saludconsultas.org https://pixabay.com/es/iphone-smartphone- apps-apple-inc-410311/ PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 19Segundo Año de Bachillerato Reflexiono lo aprendido: Describo y analizo con interés los principales beneficios de los avances científicos y tecnológicos en el planeta SÍ NO APLICO Leo y analizo el siguiente planteamiento, luego describo cuál sería la solución y el avance científico que recomiendo utilizar. AES de el Salvador ha contribuido a reducir el número de hogares sin electricidad, mejorando la calidad de vida de miles de salvadoreños de zonas rurales. El acceso a la energía les permite contar con nuevas oportunidades como la posibilidad de crear negocios y gozar de los beneficios de la energía para recibir una mejor educación, servicios de salud, seguridad vial ysano esparcimiento. Actualmente se quiere implementar un proyecto que beneficie a 14 familias de San Francisco Menéndez, en Ahuachapán. Esta iniciativa, se desea expandir hacia otras zonas remotas del país, permitiendo llevar energía a comunidades de difícil acceso y ubicadas a grandes distancias de las líneas de distribución eléctricas. (Fuente: http://www.aes-elsalvador.com/ ) Escribo en mi cuaderno el avance científico que recomiendo utilizar para que, las personas sin acceso a la energía eléctrica, puedan hacer uso de ella y mejorar su calidad de vida, razono mi propuesta. 20 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias 1. En las grandes ciudades existen trenes que funcionan por levitación magnética llamados “Maglev”, que en su estructura poseen electroimanes para su funcionamiento y así recorrer grandes distancias en corto tiempo. ¿Cuál es la importancia de los fenómenos electromagnéticos en este tipo de aplicaciones tecnológicas? A) El tren se suspende levitando sobre la vía, de esta manera se aumenta la resistencia por fricción, alcanzando una alta velocidad. B) Los electroimanes crean un campo magnético que hace que se atraigan y se adhieran a las vías evitando descarrilamiento y accidentes. C) Ayuda al desarrollo y optimización de medios de transporte, aplicando fenómenos físicos como el principio de atracción y repulsión magnética. D) La corriente eléctrica permite al tren viajar a altas velocidades y al frenar se adhiere a las vías reduciendo la velocidad con fricción. 2. En El Salvador, muchas familias que viven en pobreza o extrema pobreza carecen del servicio de energía eléctrica, en consecuencia, se ven limitadas a los servicios de las Tecnologías de la Información y la Comunicación, para solucionar este problema es recomendable el desarrollo de la energía solar fotovoltaica. ¿Qué ventaja tiene la energía solar? A) Nos permite tener energía renovable que cuida nuestro planeta. B) Puede llegar a tener baja eficiencia. C) Genera radiación y calor. D) Se almacenan en equipos tecnológicos llamados laminarias. AUTOEVALUACIÓN Leo con atención cada pregunta, selecciono la respuesta correcta entre las opciones presentadas y después, relleno la burbuja correspondiente en el cuadro de respuestas. A B C D 1 2 R: 1. C, 2. A PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 21Segundo Año de Bachillerato LECCIÓN 1.2. DESARROLLO CIENTÍFICO Y TECNOLÓGICO DEL PAÍS INDICADOR DE LOGRO: Indaga e identifica con interés instituciones que realizan investigación científica en El Salvador. Observo las imágenes A y B, luego leo las preguntas y respondo en mi cuaderno las siguientes preguntas: • ¿Reconozco los instrumentos o equipos de las imágenes? • ¿Identifico la importancia o utilidad de esos instrumentos? • ¿Considero que estos instrumentos buscan el mismo objetivo para el ser humano? APRENDO A B Desarrollo científico. En ciencias, la biología, es la ciencia de la vida. Los avances científicos y tecnológicos que se han dado en esta área son importantes y nuevos descubrimientos biológicos que se están haciendo casi a diario afectan cada aspecto de nuestras vidas, incluyendo la salud, alimentación, seguridad, interacción con otras personas y seres vivos y con el entorno ambiental del planeta. Los conocimientos que surgen, proporcionan nuevos puntos de vista acerca de la especie humana y de los millones de otros organismos con los que compartimos este planeta Solomon (2013). tomado de: https://www.bioenciclopedia.com tomado de: https://histoptica.com 22 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias Desarrollo científico y tecnológico en El Salvador. Algunos ejemplos del desarrollo científico y tecnológico en El Salvador. Becas, generación de empleo, dotación de herramientas tecnológicas, formación en postgrados y fomento de la investigación son parte de los logros alcanzados en el 2016 por el Viceministerio de Ciencia y Tecnología del Ministerio de Educación (MINED). El Centro Nacional de Investigaciones Científicas (CICES) continúa investigaciones en el área de energía y ha mejorado el rendimiento y pureza de la síntesis de benznidazol, que se utiliza para el tratamiento del mal de Chagas. En el mes de diciembre de año 2009, la compañía CENTA que es la encargada de fertilizantes y productos que sirven para la agricultura, anunció el descubrimento de una nueva semilla mejorada, la cual no es trans-génetica, es natural, se tiene planeado lanzarla para el año de 2010, para la cosecha, de dicho año, esperando que llegue pronto al mercado, un nuevo descubrimiento e innovador producto hecho a manos salvadoreñas. La turbococina es un invento nacional, hecho en acero inoxidable y es una estructura en forma de cilindro que contiene un disco de diez inyectores de aire. Además posee un ventilador interno que funciona con energía eléctrica y una placa de acero que regula la entrada o salida del aire. Tiene un sistema de combustión presurizado, donde el calor que se produce se administra en un solo punto. El Nuevo Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (N-CONACYT) formó a los primeros 52 periodistas y comunicadores en el Diplomado de Comunicación Social de la Ciencia. Además ha promovido becas y psotgrados para la formación de profesionales en el exterior e incentiva la generación de redes de investigación. tomado de: http://newyork.hatchstudioinc.com tomado de: https://hablemosdeinsectos.com tomado de: https://wallhere.com tomado de: http://www.semillascamposeeds.com PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 23Segundo Año de Bachillerato Algunos científicos en El Salvador y una breve bibliografía: Francisco Rafael Castro Schott. Participó en el Primer Encuentro de Inventores e Investigadores Científicos de El Salvador, organizado por El Periódico Nuevo Enfoque, realizado en San Salvador, el 30 y 31 de julio de 2005. El Dr. Schott mostró en este evento a los estudiantes sus descubrimientos e invenciones, siempre estuvo rodeado de jóvenes, quienes le mostraron su respeto y admiración por haberse dedicado a la investigación científica. Desde el año de 1952 se desempeñó como jefe de Laboratorio de la Junta de Vigilancia de la Profesión Farmacéutica. En 1958 obtuvo el cargo de jefe de la Dirección General de la Renta de Aduana y como docente de Química en la Facultad de Química y Farmacia de la Universidad de El Salvador. José Rutilio Quezada. Nació en Quezaltepeque, Departamento de La Libertad, El Salvador, en 1930. Entre los años 1965 y 1969, siguió estudios de Maestría en Ciencias, en la Universidad de California, Riverside. En la misma institución hizo su doctorado en Ciencias y Filosofía con especialización en el control biológico de insectos. En 1979, la Universidad de El Salvador le otorgó la incorporación con el título de Doctor en Biología. Sus investigaciones científicas se basan en la conservación y el estudio de los recursos naturales del país. Sus investigaciones están restringidas al campo de su especialidad, la cual es la “entomología”, que es el estudio de los insectos y dentro de ésta, el control biológico de las plagas, sobre todo agrícolas. Ricardo Arnoldo Navarro. Nació el ocho de febrero de 1951. Inició sus estudios en la UCA. Luego fue a Estados Unidos donde estudió Licenciatura, maestría, y un doctorado en energía, luego estudió física en Dinamarca; en Japón estudió energía geotérmica, algunos cursos de especialización en Suecia y México. Acá en el país ha trabajado en proyectos de desechos sólidos. Hoy trabaja con el agua, porque es más urgente, se necesita hacer investigación más aplicada a nuestra realidad y no tan técnica; como por ejemplo hacer una letrina que no consuma tanta agua y que sea buena y aceptada por la población. René Nuñez. Su invento consiste en una nueva forma o método de combustión que es aplicable a cualquier máquina o proceso que utiliza un combustible y produce calor. Es una forma completamente nueva de hacer fuego y de producir calor y, por consiguiente, producir trabajo aprovechando el calor. 24 PROYECTO EDUCACIÓNCienciasPRACTICO Antes de continuar con el desarrollo de la lección, respondo lo siguiente: ¿Cuál es la importancia de los avances científicos y tecnológicos en el país? ¿Menciono algunos ejemplos de cómo podrían beneficiar los avances científicos y tecnológicos en el hogar o en la institución educativa? Avance científico Beneficio o importancia para el país Investigo algunos ejemplos de avances científicos y tecnológicos en el país y la importancia que tienen en el país. ELEMENTO A EVALUAR SÍ NO Reconozco la importancia de los avances científicos y tecnológicos. Identifico ejemplos de los avances científicos y tecnológicos. Marco con una “X” en las casillas Sí o No, según el aprendizaje que he obtenido de cada elemento a evaluar. NOTA: Si la cantidad de No supera a las de Sí, debo hacer una nueva lectura de la lección. Francisco Serrano. Bio-ecólogo e investigador científico. Desarrolló su formación académica y en 1965 obtuvo el grado de Biología en la University of Santa Clara, California. En 1966- 69 cursa el B.Sc. en Biología en la Gonzaga University, Washington. En 1972-74 completa estudios del programa de Ph.D. en Ecología Animal. En La Universidad of Georgia (Institute of Ecology) en Ecología de Vertebrados. En 1984 en Oxford University, Inglaterra (Visiting Fellow) obtuvo La Economía Agrícola. PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 25Segundo Año de Bachillerato APLICO 1. ¿Por qué es importante conocer sobre los avances científicos y tecnológicos en nuestra sociedad? Escribo en mi cuaderno algunos avances de los últimos 15 años. 2. Propongo la idea de cómo llevar a cabo un proyecto o invento que brinde un aporte para el hogar o institución educativa. 1. Es un científico que en El Salvador se dedicó al estudio de los insectos y dentro de ésta el control biológico de las plagas A) Francisco Serrano C) Ricardo Navarro B) Rutilio Quezada D) Francisco Castro 2. Es un invento que fue creado en El Salvador y está hecho de acero inoxidable y es una estructura en forma de cilindro que contiene un disco de diez inyectores de aire. Además, posee un ventilador interno que funciona con energía eléctrica. A) Cocina B) Horno C) Turbocoina D) Cocina solar AUTOEVALUACIÓN Después de estudiado este contenido, respondo correctamente; selecciono de entre los literales, el que representa la respuesta correcta y relleno la burbuja correspondiente en la tabla ubicada al final de las preguntas. A B C D 1 2 R: 1. B; 2. C 26 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias BIBLIOGRAFÍA • Asociación americana para el desarrollo de las Ciencias, ASSS. (1993). Ciencias para todos. Proyecto 2061. México. • GIL, D. CARRASCOSA, J. FURIÓ, C. TORREGROSA, J.M. La enseñanza de las ciencias en educación secundaria. 2ª. Edición. Cuadernos de Educación. Editorial Horsori. Instituto de Ciencias de la Educación. Universidad de Barcelona. España. 1991. • GIL, D. y otros. (1991). La enseñanza de las ciencias en educación secundaria. 2ª edición. Instituto de Ciencias de la Educación. Universidad de Barcelona. España. Editorial Horsori. • GIL-PÉREZ, D., MACEDO, B., MARTÍNEZ TORREGROSA, J., SIFREDO, C., VALDÉS, P. Y VILCHES, A. (Eds.) (2005)¿Cómo promover el interés por la cultura científica? Una propuesta didáctica fundamentada para la educación científica de jóvenes de 15 a 18 años. Santiago: OREALC/UNESCO. (476 páginas). Accesible también en http:// www.oei.es/ decada/libro.htm.ISBN 956-8302-27-9. • MINED/ FORGAES / UES. (noviembre de 2005, CD). Curso Superior en Gestión Ambiental Recurso Agua y Saneamiento Ambiental. El Salvador, San Salvador. PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 27Segundo Año de Bachillerato UNIDAD 2. FÍSICA OBJETIVO: LECCIÓN 2.1. FLUIDOS REALES E IDEALES Indagar y aplicar con seguridad principios de hidrostática y presión atmosférica, los fenómenos electromagnéticos y el comportamiento de las ondas, realizando experimentos, resolviendo problemas de cálculo acerca de sus propiedades y leyes, para valorar sus aplicaciones en la vida cotidiana. INDICADOR DE LOGRO: Indaga y describe con interés las características y propiedades de los fluidos reales e ideales: densidad, capilaridad, viscosidad, tensión superficial y presión. Escribo las características que poseen cada uno de los estados de la materia: forma, movimiento de las moléculas y facilidad para comprimirlos. En un sólido, la forma es fija, puesto que sus partículas no pueden desplazarse unas respecto de las otras. Los líquidos, en cambio, se adaptan a la forma del recipiente, ya que sus partículas se desplazan, lo que hace que fluyan por el fondo del recipiente que los contiene. En los gases, las fuerzas entre sus partículas son nulas o casi nulas; por ello, sus partículas se mueven con total libertad ocupando todo el volumen disponible. Por ello sólo los líquidos y gases son fluidos. APRENDO Figura 1. Fluido agua tomado de: https://www.youtube.com/ watch?v=jqsHaeiNFvk 28 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias ESTADO Características SÓLIDO LÍQUIDO GASEOSO Los fluidos, son sustancias que presentan gran movilidad de una porción respecto a otra, no tienen rigidez, ya que cambian de forma, bajo la acción de fuerzas muy pequeñas. El término fluido incluye tanto a líquidos como a los gases. Hidrostática: estudia el comportamiento de los fluidos en estado de reposo. Los fluidos reales son viscosos (presenta resistencia fluir) y compresibles. Hidrodinámica: estudia el comportamiento de los fluidos en estado de movimiento. Los fluidos ideales son no viscosos (no presenta resistencia fluir) e incompresibles. Mecánica de fluidos Fluidos Viscosidad: propiedad de un fluido que tiende a oponerse a su flujo cuando se le aplica una fuerza. Esta propiedad es utilizada para distinguir el comportamiento entre fluidos y sólidos. Los fluidos de alta viscosidad presentan una cierta resistencia a fluir; los fluidos de baja viscosidad fluyen con facilidad. PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 29Segundo Año de Bachillerato La fuerza con la que una capa de fluido en movimiento arrastra consigo a las capas adyacentes de fluido determina su viscosidad; esta se mide con un recipiente (viscosímetro) que tiene un orificio de tamaño conocido en el fondo. La velocidad con la que el fluido sale por el orificio es una medida de su viscosidad. Figura 2. Tipos de aceite de motor, se observa su viscosidad. Ejemplos de sustancias viscosas: 1. El petróleo. 2. Pega líquida, “Resistol”. 3. Geles cosméticos. 4. La sábila. 5. El Champú, pasta dental, jabón líquido. 6. Productos usados en la cocina como aceites y jarabes. 7. Aceites y lubricantes para motores. Como se observa en la figura 2. Comparativo de aceite para motor. El coeficiente de viscosidad (llamado comúnmente viscosidad) se define como: η = F / A v / l ρ = mv En donde F/A es el esfuerzo de corte y v/l, se llama gradiente de velocidad. Densidad: La densidad absoluta de una sustancia o de un objeto homogéneo sea sólido o fluido, se define como la relación entre la masa y su volumen. Matemáticamente se expresan de esta manera: Figura 3. Se observa la densidad de agua y aceite, son diferentes. Donde: ρ, es la densidad, m es la masa del objeto y V, su volumen. Las unidades de medida de la densidad son: kg g m3 cm3 ó tomado de: http://www.geocities.ws tomado de: www.rtve.es 30 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias Ejemplos de densidad: 1. El agua es más densa que el vapor debido a que sus moléculas son mayores en cantidad por unidad de volumen. 2. Una población es densa en mayor o menor medida en base a la cantidad de habitantes por kilómetro cuadrado. 3. El hielo que flota en el agua, se debe a que tiene una densidad menor; puesto que su cantidad de moléculas es menor que en el mismo volumen del agua. 4. Un clavo flota en el mercurio; porque este es más denso. Lo contrario pasa si en lugar de mercurio, hay agua. 5. La densidad del oro es mayor que la del aluminio, por eso un kilo de aluminio ocupa más espacio que un kilo de oro. 6. La densidad óseaes la proporción de materia ósea en los huesos (calcio); en los huesos con menor densidad ósea se presentan con frecuencia fracturas y lesiones; mientras que en los huesos más densos esto no suele suceder. 7. El agua y el aceite cuando se mezclan y luego se dejan en reposo. Presión: La presión, se define como la relación que existe entre la fuerza Normal y el área de la superficie en la que actúa la fuerza. Matemáticamente se expresa así: P = FA Sus unidades de medida son: Pascal (Pa); N m2 dinas cm2 Ejemplos de presión: 1. La presión en el agua: Es aquella que se calcula según el movimiento que tienen las moléculas de ésta en un cuerpo ajeno; por ejemplo, cuando nos sumergimos en una alberca profunda nuestros oídos se tapan y comenzamos a sentir la presión que el agua ejerce sobre nosotros. 2. La presión de gas: Al igual que en el caso del agua, la presión del gas se mide por las partículas que colisionan en los recipientes donde se guardan. Cuando este recipiente se encuentra lleno con el gas, al abrirlo podemos percibir que un poco de éste se escapa, por la presión que lleva ejerciendo en el recipiente mientras estaba cerrado. 3. Al observar la figura 4, verificamos que a mayor área menor presión, por eso los pies no se sumergen mucho en la arena; a diferencia, la mujer en tacones, su masa se concentra más en el área del tacón, por eso se sumergen. Figura 4. Pies. Tacón en arena. tomado de: https://www.imdb.com/title/tt8254556 tomado de: https://www.pinterest.com/ mercibelldiaz/zapatos/ PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 31Segundo Año de Bachillerato Figura 6. Capilaridad. Tensión superficial: La superficie de un líquido trabaja como si estuviera bajo tensión, y esa tensión en dirección paralela a la superficie, se debe a las fuerzas de atracción entre las moléculas. Este efecto se llama “Tensión Superficial” (T). De modo más específico, la cantidad llamada Tensión Superficial, se define como: “La fuerza F por unidad de longitud L que actúa a través de cualquier línea en una superficie, y que tiende a mantener cerrada la superficie”. Matemáticamente se expresa así: Sus unidades son: Figura 5. Sobre superficie. T = FL N m Ejemplos de tensión: 1. Las gotas de agua adoptan una forma casi esférica por ser la esfera la forma que para un volumen dado tiene la menor superficie posible. 2. Esta propiedad provoca que los insectos o cosas pequeñas no se sumergen al posarse en el agua. Como en la figura 5. Capilaridad: La tensión superficial desempeña su papel en otro fenómeno interesante, la capilaridad. Está muy asociada con la tensión superficial. Se pone de manifiesto cuando se hace contacto con una pared sólida. Ejemplos capilaridad: Como se observa en la figura 6. Un recipiente con agua y un recipiente con mercurio, se introduce un tubo en el recipiente con agua y otro tubo en el recipiente con mercurio, se analiza: 1. Al introducir la parte inferior de un tubo de cristal se puede observar: El nivel de agua en el tubo es más alto. La superficie del agua dentro del tubo no es plana. En la superficie, el agua tiene forma cóncava. La tensión superficial succiona la parte de la columna de agua pegada al tubo, hacia arriba hasta que el peso del agua sea suficiente para que la fuerza de gravedad se equilibre con las fuerzas intermoleculares. 2. El mercurio no se adhiere en su totalidad a las paredes del tubo. El nivel dentro del tubo es más bajo en el interior. En la superficie se forma un menisco (Curvatura que adquiere la H2O Hg tomado de: https://cibertareas.info/tension-superficial- fisica-2.html; https://link.springer.com/journal/227 32 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias superficie de un líquido contenido dentro de un tubo.) convexo. Las fuerzas intermoleculares del mercurio exceden a las que ya existen entre el mercurio y el tubo sólido, esto origina que la capilaridad trabaje en sentido contrario del agua, formando el menisco convexo ¿Cómo se clasifican los fluidos? Lo escribo en mi cuaderno. Hago resumen de todos los conceptos en mi cuaderno. PRACTICO SITUACIÓN PROPIEDAD Se humedece una pared de la casa Aeronave en vuelo observamos fluido Nado a 3m de profundidad, luego 3m más, ¿quién au- menta? Cisterna observamos fluido Floto mejor en agua salada que en agua dulce Capacidad de los insectos de caminar sobre el agua 1. Indico la propiedad que provoca cada una de las siguientes situaciones. PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 33Segundo Año de Bachillerato APLICO Primer experimento: 1. Necesito: Un vaso de vidrio transparente. 25ml de miel. 25 ml de agua potable Colorante artificial rojo. 25 ml de aceite comestible. 25 ml de alcohol. Un pedazo de papel aluminio. Tiza blanca. Pieza pequeña de hierro. 2. Vierta los 25 ml de miel en un vaso de vidrio. 3. Inclina el vaso y añada la misma cantidad de agua con unas gotas de colorante rojo, haciéndole caer por las paredes del vaso. 4. Endereza el vaso y observa que el agua flota sobre la miel, porque es menos densa que ella y se forma una mezcla heterogénea de dos fases (miel y agua coloreada). 5. Luego, añada los 25 ml de aceite, inclinando el vaso y haciéndole caer también por las paredes del vaso. Como se puede observar que las sustancias no se combinan, sino que se separan por diferencia de densidad de los líquidos, formándose una mezcla heterogénea de tres fases (miel, agua coloreada y aceite). 6. Por último, añada el alcohol cuidadosamente, de a poco, haciéndole caer también por las paredes del vaso. Como se observará, no se combinan los líquidos, formándose una mezcla heterogénea de cuatro fases (miel, agua coloreada, alcohol y aceite). 7. Una vez que se han formado varias fases en la mezcla, por la diferencia de densidades, podemos incorporar diversos objetos, como: bolitas de papel aluminio, pedazo de tiza blanca, pieza pequeña de hierro, y observar que van descendiendo, algunos hasta el fondo y otros flotando en algunos de los líquidos. Segundo experimento: Sostener un clavo, como en figura 8. Presione pero sin lastimarse. ¿Dónde hay mayor presión y por qué? Repita el mismo proceso; pero con un alfiler de cabeza plástica redonda. ¿Dónde hay mayor presión y por qué? Explico lo observado y concluyo. Trabajo en mi cuaderno. Figura 7. Vaso. Figura 8. Clavo en la mano. 34 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias 1. El término fluido es empleado para: A. Líquidos y gases B. Materia y gases C. Gases y fluidos D. Líquidos y aceites 2. Es correcto afirmar que: A. Los fluidos toman la forma del recipiente que los aloja manteniendo su propio volumen B. Los líquidos son altamente compresibles C. Los gases son incompresibles D. Los fluidos no cambian de forma 3. De las siguientes características, cuál NO pertenece a los gases A. Adoptan la forma del recipiente B. Tienen forma fija C. Ejercen presión sobre las paredes D. Se expanden y comprimen 4. La densidad de un cuerpo depende de: A. Su extensión y materia B. Su material y volumen C. Su masa y volumen D. Su material y masa 5. ¿Qué sucede con la viscosidad en los gases al aumentar la temperatura? A. Aumenta B. Permanece igual C. Varía aleatoriamente D. Disminuye AUTOEVALUACIÓN PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 35Segundo Año de Bachillerato 6. ¿Qué tipo de fuerza ejercen los fluidos en reposo sobre un recipiente? A. Oblicuas B. Ninguna C. Perpendiculares D. Paralelas 7. De las siguientes variables cuál NO interviene en la presión hidrostática A. Densidad B. Fuerza C. Profundidad D. Gravedad 8. Puede entenderse por fluido: A. Cualquier sustancia que al aumentar la presión el volumen disminuye B. Cualquier sustancia que puede fluir C. Cualquier sustancia que ejerce presión sobre las paredes D. Cualquier sustancia que tiene forma fija A B C D 1 2 3 4 5 6 7 8 Respuestas: 1.a 2.a 3.b 4.c 5.a 6.c 7.b 8.b 36 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias LECCIÓN 2.2. PRINCIPIO DE PASCAL Y ARQUÍMEDES INDICADOR DE LOGRO: Indaga, representa y describe con interés los principios de Pascaly Arquímedes y su aplicación en la vida cotidiana. Explico por qué utilizamos una mica o Jack para levantar un carro. APRENDO Figura 1. Bus-vaso. La función de esta imagen es mostrar que en un automóvil de aplica Pascal, en sus puertas, en suspensión, etc. y en algo tan sencillo como un vaso con agua al agregar hielo se observa Arquímedes. Figura 2. Mica-Jack Tal como lo sabes, el Jack es utilizado para levantar los vehículos debido a que el peso que tienen es mucho mayor que el que somos capaces de levantar. Este instrumento se encarga de multiplicar la fuerza que ejercemos para levantar el vehículo; en esta lección averiguaremos cómo funciona, el principio físico que lo guía y otras aplicaciones del mismo. 1. Principio de Pascal y Arquímedes. Principio de Pascal: Este principio se enuncia así: “Toda variación de presión en el seno de un fluido en reposo, se transmite de manera igual a todas las otras partes del fluido y a las paredes del recipiente”. Figura 3. Prensa básica F1 F2 tomado de: https://www.prensalibre.com tomado de: www.juntadeandalucia.es tomado de: https://www.linguee.es PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 37Segundo Año de Bachillerato La prensa hidráulica constituye la aplicación fundamental del principio de Pascal y también un dispositivo que permite entender mejor su significado. Figura 4. Prensa hidráulica. Cuando la palanca sube, el pistón también, haciendo entrar aceite en él. Cuando la palanca baja, el pistón empuja el aceite hacia abajo, y mediante una válvula, se niega el ingreso al depósito, saliendo por otra válvula que lo coloca debajo del pistón principal que es el que va a levantar el auto. Repitiendo ese movimiento, cada vez se va colocando mayor cantidad de aceite debajo de este pistón, haciendo que suba la cantidad necesaria para levantar el auto y poder cambiar el neumático. La fórmula de la Presión: P = Fuerza/Área; P= Apliquemos el principio de Pascal con una prensa hidráulica para levantar fácilmente un coche de 1000 kg. Fíjate en la siguiente imagen de una prensa hidráulica o elevadora hidráulica: En la imagen tenemos un coche de 1000 kg, encima de un disco con un radio de 2 metros y, por otro lado, tenemos otro disco de 0.5 metros y luego el depósito lleno de agua. 1. La presión o fuerza que tenemos que ejercer en el disco pequeño será la necesaria para poder elevar el coche de 1000 kg. Pero ¿Cuál es? F1= Fuerza que tenemos que ejercer en el disco pequeño A1 = El área o superficie del disco pequeño F2= Fuerza en el disco grande A2= Área o superficie del disco grande F A Figura 5. Elevador hidráulico. tomado de: https://nannah0698.wordpress.com 38 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias Si el principio de Pascal nos dice que esas 2 presiones son iguales; es decir, la presión ejercida en el disco pequeño y la presión ejercida en el disco grande. P1 es la presión para el disco pequeño y P2 la presión para el disco grande, tenemos entonces: P1 = F1 A1 P2 = = F2 A2 F2 A2 y Según Pascal las dos son iguales: F1 A1 Recuerda: El área o superficie de un disco es Π por su radio al cuadrado. A1 = π R² = π (0.5m)2 = 0.785 m2; y A2 = π R2 = π (2m)2 = 12.566 m2 Ojo: el dato que nos dan del coche, los 1000kg es su masa; ya que la unidad de fuerza es el Newton. La fuerza es igual a la masa por la gravedad; por lo tanto, primero tenemos que convertir estos 1000kg de masa en peso o fuerza: F1 = m (masa) x g (gravedad) = 1000 kg x 9.8 m/ s2 = 9800 Newton (N) Conocemos las áreas y una fuerza, la que debe ser en el lado del coche para levantarlo; es decir 9800N (F2). Sustituimos todos los valores conocidos en la fórmula de la igualdad de las dos presiones y tenemos: F1 9800 0.785 12.566 = ; Despejando F1 tenemos introduciendo los datos anteriores: F1=F1 = A1 F2 A2 * 9800 12.566 0.785 = 612 N* Esto quiere decir que solamente con aplicar una fuerza de 612 Newton podemos elevar un coche de 9800N. Si ahora quiero saber cuánta masa se necesita, ya que en la práctica es lo que se suele utilizar, simplemente tenemos que dividir los Newton entre la gravedad, es decir entre 9.8 m/s2: F1 = m1 * g m1= = 62.4 kg F2 = m2 * g m2= = 1000 kg 612N 9.8 m s2 9800N 9.8 m s2 PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 39Segundo Año de Bachillerato Con un poco más de 62kg se puede levantar un coche de 1000kg, utilizando la prensa hidráulica y el principio de Pascal. Realmente el ejemplo sería de una elevadora hidráulica; pero la prensa hidráulica es lo mismo, solo que la fuerza de salida en lugar de servir para elevar, serviría para prensar (aplastar). 2. Se desea elevar un cuerpo de 1000 kg utilizando una elevadora hidráulica de plato grande circular de 50 cm (0.50m) de radio y plato pequeño circular de 8 cm (0.08m) de radio. Calcula cuánta fuerza hay que hacer en el émbolo pequeño. En este ejercicio nos dan datos para calcular las dos superficies o áreas y calculamos F1 despejando: = F2 A2 F1 A1 A2 = π R2 = π 0.52 = 0.785 m2 A1 = π R2 = π 0.082 = 0.0201 m2 F2 = m g = 1000 * 9.8 = 9800 N Si multiplicamos en cruz y despejamos Principio de Arquímedes: Este fenómeno fue descubierto por Arquímedes y se conoce como “Principio de Arquímedes”, el que se enuncia así: “Todo cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido, experimenta una fuerza vertical hacia arriba llamada empuje, que es igual al peso del volumen de fluido desalojado por el cuerpo”. E = ρlVsg E = empuje o fuerza de empuje [N] ρ = densidad del fluido V = volumen del fluido desalojado [m3] g = gravedad F2 A1 9800 0.785 F1 = * A1 = * 0.0201 = 251N Figura 6. Nadando. El objetivo de esta imagen es dar a entender que una persona puede flotar, sumergirse o llegar al fondo de una piscina. kg m3 g cm3 m s2 40 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias En cuanto a la flotación de los cuerpos, podemos encontrar tres casos: a) Cuando la densidad del fluido es menor que la del cuerpo (ρf< ρc ), el cuerpo se va hacia el fondo y posee peso (p) menor en el interior del fluido que se conoce como peso aparente (pa). El peso del cuerpo es mayor al empuje. El peso aparente se calcula así: peso aparente = peso real – empuje pa= pr-E b) Cuando la densidad del fluido es igual a la del cuerpo (ρf = ρc ), el cuerpo se encuentra en equilibrio en cualquier punto del fluido y su peso aparente es nulo. El peso del cuerpo es igual al empuje. c) Cuando la densidad del fluido es mayor que la densidad del cuerpo (ρf > ρc), el peso del cuerpo es igual al empuje y, el peso aparente es nulo. El peso del cuerpo es menor al empuje. Este comportamiento de los objetos sumergidos, se utiliza en los submarinos para controlar el nivel de inmersión. Para ello disponen de unos tanques que se llenan de agua. Al introducir agua, el peso real del submarino aumenta y el submarino se hunde. Si se expulsa el agua, el peso real disminuye y el submarino flota. Figura 7. Fuerzas actuando sobre un cuerpo cuando está en un fluido. Figura 8. Submarino. Por ejemplo, primero se cumple: que ρf < ρc . En segundo que ρf = ρc y en tercero que ρf > ρc. (a) (b) (c) E E E W0 W0 W0 PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 41Segundo Año de Bachillerato Si la cantidad de agua hace que el peso real sea igual que el aparente, el submarino permanecerá estable bajo el agua (estará en equilibrio, entre aguas). Los barcos flotan porque están diseñados de tal manera para que la parte sumergida desplace un volumen de agua igual al peso del barco, a la vez, el barco es hueco (no macizo), por lo que se logra una densidad media pequeña. Todos los barcos llevan una línea pintada alrededor del casco, de tal forma que si es visible por todos lados significa que el barco está cargado adecuadamente; pero si alguna parte de la línea resulta cubierta por el agua, indica que hay un exceso de carga que puede hacer peligrar la flotación del barco. Figura 9. Barco. 1. Un objeto solido pesa 8 N en el aire, cuando este objeto se cuelga de una balanza de resorte y se sumerge totalmenteen agua, el peso aparente es de 6.5 N. ¿Cuál es la densidad del objeto? La masa: m = p/g = 8N/9.8 m/s2 = 0.816 kg La fuerza de empuje: E = 8 N – 6.5 N; E = 1.5 N; Entonces: E = ρgV; despejamos: ¿Cuál es la diferencia entre el principio de Pascal y el de Arquímedes? Lo escribo en mi cuaderno. Casco Obra muerta Obra viva Línea de flotación 42 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias PRACTICO 1 3 2 4 Calcula la fuerza obtenida en el émbolo mayor de una prensa hidráulica, si en el menor se hacen 5 N y los émbolos circulares tienen triple radio uno del otro. Solución: 45N El tubo de entrada que suministra presión de aire para operar un gato hidráulico tiene 0.02 m de diámetro. El pistón de salida es de 0.32 m de diámetro. ¿Qué presión de aire (presión manométrica) se tendrá que usar para levantar un automóvil de 1800 kg? Solución: 219 kPa Sobre el plato menor de la prensa se coloca una masa de 6 kg, calcula qué masa se podría levantar colocada en el plato mayor. Solución = 54kg Un cubo de madera, cuyas aristas miden 5.0 cm cada una flota en agua con tres cuartas partes de su volumen sumergidas. a) ¿cuál es el peso del cubo? b) ¿cuál es la masa del cubo? [V = (0.05 m) 3 = 1.25 x 10–4 m3] solución: a) 0.919 N; b) 0.0938 kg APLICO 1. Si coloco tres vasos transparentes con agua, llenos hasta la mitad, al primer vaso no le agrego nada, al segundo le agrego 3 cucharadas soperas con azúcar, al tercero le agrego tres cucharadas soperas de sal. Ahora, en cada vaso agrego con cuidado un huevo. ¿Qué sucede en cada caso? Escribo la explicación de este fenómeno en base a los principios de Pascal y Arquímedes en el cuaderno e investigo dos aplicaciones en la industria. 2. Los frenos del auto. ¿Cómo puede ser que con tan sólo una poca presión puedo frenar un auto de cientos de kilos? Escribo las respuestas en mi cuaderno. PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 43Segundo Año de Bachillerato 1. Con respecto a la presión puede afirmarse que: A. La presión es una fuerza por unidad de volumen, siendo la fuerza perpendicular al área. B. La presión es una fuerza por unidad de masa, siendo la fuerza perpendicular al área. C. La presión es una fuerza por unidad de área, siendo la fuerza perpendicular al área D. La presión es una fuerza por unidad de área, siendo la fuerza paralela al área. 2. El fluido que se encuentra en el fondo de un depósito, esta: A. A menos presión que el fluido en la superficie. B. A igual presión que el fluido en la superficie. C. A mayor presión que el fluido en la superficie. D. Sin ninguna presión. 3. La presión es: A. El producto de la fuerza por la superficie en la que se aplica B. La fuerza ejercida por cada lado del cuerpo C. La fuerza ejercida por unidad de superficie D. La fuerza total ejercida sobre una superficie 4. Un cuerpo sumergido en un fluido flotará si: A. El cuerpo es muy ligero B. El peso del cuerpo es menor que el empuje que le ejerce el fluido C. La densidad del fluido es mayor que la densidad del cuerpo D. La densidad del cuerpo es mayor que la del fluido. AUTOEVALUACIÓN Hoja de respuestas: 1.d; 2.c; 3.c; 4.c; A B C D 1 2 3 4 44 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias LECCIÓN 2.3. LA PRESIÓN HIDROSTÁTICA INDICADOR DE LOGRO: Experimenta y resuelve con perseverancia problemas de cálculo sobre la presión hidrostática de cuerpos en el interior de un líquido. ¿Puedo nadar? ¿Qué siento cuando nado más y más profundo? O se lo pregunto a alguien que pueda nadar. La piscina es un recipiente grande, pero a medida nadamos hacia el fondo, sentimos una mayor presión, debido a que a mayor profundidad, la presión es mayor. Lo anterior es lo que dificulta el descenso, además que el cuerpo humano tiene un límite para soportar dicha presión, y características de Pascal y Arquímedes. APRENDO ¿Por qué vuela un globo aerostático? El quemador es el motor del globo aerostático y el responsable de su elevación. Éste se encarga de calentar el propano líquido hasta llevarlo a un estado gaseoso para generar una llama enorme, que puede alcanzar más de 3 metros. Esta gran llama genera aire caliente en el interior del globo que, al ser más ligero que el aire en su exterior, provoca que se eleve. Presión hidrostática (Ph) Es la presión que ejerce un fluido sobre las paredes y el fondo del recipiente que lo contiene. Consideremos un recipiente cilíndrico lleno de un líquido de densidad constante (ρ), en la que la altura del cilindro (h) es la columna del líquido que actúa sobre el fondo del recipiente de área (A). Figura 1. Globos. Figura 2. Buzo. Figura 3. Presión en recipiente. PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 45Segundo Año de Bachillerato Principio fundamental de la hidrostática: Puntos situados al mismo nivel dentro de un fluido en reposo, poseen la misma presión hidrostática. Variación de la presión en un fluido en reposo. Consideremos un fluido en reposo como el mostrado a continuación: Las presiones hidrostáticas en los puntos 1 y 2 están dadas por: P1 = ρ g h1 y P2 = ρ g h2 La diferencia de presión entre dichos puntos es: ∆ P2 - P1= ρ g h2 - ρ g h1 = ρ g (h2 - h1) = ρ g Δ h Dicho en palabras sencillas, la presión hidrostática depende de la altura de la columna de agua, si esta aumente la presión también y viceversa. Problemas: 1. Asumiendo que la densidad del aire en las condiciones en que se encuentra la vejiga es de 1.12 kg/m3, calcular la presión en el punto (b) y comparar con la presión obtenida en (a). Y1 = 9.8cm, Y2 =7.1cm y Y3 = 35cm. Pa = ρa gha Pa = 1000 *9.8 (0.098m - 0.071m) = 264.6 Pa PV = ρV g hV PV =1.12 *9.8 (0.35m-0.071m) = 3.06 Pa Pa = Pb+ Pv Pb =Pa- Pv Pb =264.6Pa- 3.06 Pa=261.54Pa 2 . Tomando ρ= 1000 kg/m3. Como valor de la densidad del agua, calcular la densidad del aceite aplicando el concepto de la igualdad de presiones en los puntos 1 y 2 de la figura. Si y1= 1.6cm y y2= 1.8cm. P1 + PAtm= P2 + PAtm P1= P2 ρ1 gh1= ρ2 gh2 ρ1 gh1 gh2 Figura 4. Comparación presión. kg m3 m s2 kg m3 m s2 Figura 5.Tubo en U-vejiga. = ρ2 ρ2 = 889 1000 (0.016m) 0.018m kg m3 kg m3 Presión en dos puntos dentro de un fluido en reposo NR h2 h1 1 2 ρ 46 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias ¿Puedo explicar cómo se dan las variaciones de presión a medida que aumenta o disminuye la columna de agua sobre un punto? Anoto en mi cuaderno. PRACTICO 1 3 2 4 Calcular la presión hidrostática en el punto D de una tina llena de Etanol, si tiene 6 metros totales de altura y el punto D está a 2 metros del fondo. La densidad del Etanol es de 789 Kg/m3. Solución: 30960.36 N/m2 Calcular la Presión Hidrostática en el punto A de una tina llena de Mercurio, que se encuentra a una distancia de 0.04 metros de la superficie. La densidad del Mercurio es de 13600 Kg/m3. Solución: 5336.64 N/m2 Calcular la presión hidrostática en el punto F de una tina llena de ácido acético, si tiene 3 metros totales de altura y el punto F está a 1.3 metros del fondo. La densidad del ácido acético es de 1050 Kg/ m3. Solución: 17510.85 N/m2. Calcular la Presión Hidrostática en el punto B de una tina llena de Mercurio, que se encuentra a una distancia de 0.60 metros de la superficie. La densidad del Mercurio es de 13600 Kg/m3. Solución: 80049.6 N/m2 APLICO 1. Coloco una manguera en forma de U (como en la figura 5), la sostengo con tirro en unas varillas fijas sobre una base; agrego agua medio nivel; coloco una vejiga un poco inflada en un extremo para crear desnivel del aguaz, así como se ve en la figura 5. Mida con una cinta métrica de albañil el extremo más alto de nivel de agua, el nivel más bajo y el centro de la vejiga al nivel de referencia; es decir Y1, Y2 y Y3 así como en la figura 5. Calcular la presión en el punto (b) y comparar con la presión obtenida en (a). Para comprobar experimentalmente lo teórico. 2. Comparo los resultados del problema resuelto con los datos que he obtenido en mi prueba. ¿La presión es igual? ¿Por qué? ¿Es diferente?¿Por qué? PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 47Segundo Año de Bachillerato 1.¿Cómo se define la presión hidrostática? A. Fuerza por unidad de área que ejerce un líquido en reposo sobre las paredes del recipiente que lo contiene. B. Fuerza por unidad de peso que ejerce un sólido en reposo sobre las paredes del recipiente que lo contiene. C. Fuerza por unidad de área que ejerce cuarzo de hidratación D. Es la presión que se ve cuando un globo explota liberando sustancias toxicas 2. Esta fórmula se describe como ρgh A. Presión hidrodinámica C. Presión atmosférica B. Presión hidrostática D. Presión 3. La presión hidrostática es generada por. A. Fluidos C. Fluidos y líquidos B. Líquidos D. Sólidos y líquidos 4. La presión hidrostática generada por un líquido dentro de un recipiente actúa en todas direcciones. A. Depende del recipiente C. Falso B. Solo en una dirección D. Verdadero AUTOEVALUACIÓN Hoja de respuestas: 1.a; 2.b; 3.b; 4.d A B C D 1 2 3 4 48 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias LECCIÓN 2.4. LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA INDICADOR DE LOGRO: Experimenta y describe con seguridad el efecto de la presión atmosférica en fenómenos cotidianos y en los seres vivos. ¿Por qué en lugares altos siento que me falta el aire? ¿Por qué en un avión se siente dolor en los oídos? Con la altitud, la densidad del aire cambia, la presión, viento y la temperatura igual. En un avión las condiciones son como ir dentro de una lata, respiro por las condiciones del sistema de aire y ventilación de la aeronave, ya que a la altitud que vuela una aeronave difícilmente se puede respirar. En esta lección aprenderemos cómo y por qué varía la presión atmosférica de esta manera. APRENDO Figura 1. Pájaro. ¿Qué tiene que ver el pájaro? Como ser vivo se ve afectado por la presión atmosférica, pero tienen capacidad de adaptarse a los cambios, algunas especies por eso migran. La presión atmosférica, es la presión ejercida por la atmósfera sobre todos los objetos que están dentro de ella, por efecto de la atracción gravitatoria sobre la capa de aire que la constituye y que envuelve totalmente a la Tierra. A la presión atmosférica se le conoce también con el nombre de presión barométrica, ya que con un barómetro se mide. Presión atmosférica (Patm o Po) Figura 2. Presión atmosférica tomado de: https://traveltipsgye.com tomado de: https://divierteteconfisica.wordpress.com PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 49Segundo Año de Bachillerato Para un punto situado en la superficie libre de un líquido, la presión que actúa sobre él es la presión atmosférica. Pero si analizamos un punto en el interior de un fluido, podemos observar que soporta la presión atmosférica y la presión del fluido en el que está sumergida. La presión que soporta ese punto se define así: Pabs = Patm + Ph Donde Pabs: es la presión absoluta, Po: es la presión atmosférica y Ph: es la presión Hidrostática. La presión manométrica, es la presión que ejerce un fluido dentro de un recipiente cerrado o dentro de un animal. Esta presión es igual a: Pm = Pabs – Patm También aplica a objetos como neumáticos debido a la diferencia de presión absoluta y atmosférica. Presión absoluta o real (Pabs) Presión manométrica. (Pm) Figura 3. Manómetro de mercurio. Figura 4. Llanta Es lógico suponer que cuanto más alto esté el punto, menor será la presió; ya que también es menor la cantidad de aire que hay por encima. Si tomamos como referencia el nivel del mar donde a la presión atmosférica le asignamos un valor de 1 atm. En una cumbre situada a unos 1 500 metros sobre el nivel del mar, la presión atmosférica vale aproximadamente 0,83 atm, es decir, la presión disminuye con la altura. ¿Cómo influye la presión atmosférica en los seres vivos? Vivimos sumergidos en un mar de aire del que pocas veces tomamos conciencia. Es probable que despierte nuestro interés al notar cambios en el clima o el ambiente. Tales cambios son accionados por la variación de la presión atmosférica. vacío presión absoluta = fgh h 50 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias Por lo tanto, de alguna manera influye la presión atmosférica en los seres vivos, pero ¿cómo lo hace? Observa el siguiente cuadro comparativo, se muestra cómo la presión atmosférica aumenta y el comportamiento que tiene la altura, temperatura y humedad. Figura 5. Comparativo presión atmosférica; observamos qué sucede cuando cambia la presión atmosférica. Presión Atmosférica Efectos En los seres humanos, la presión atmosférica baja causa mayores estragos. De igual manera cuando se presenta inestabilidad atmosférica, la salud de los individuos se puede ver afectada. Estar en las montañas o cimas de gran altura, algunas personas pueden sentir cefalea, debilidad o fatiga, inestabilidad, trastornos del sueño. Por otra parte vale la pena destacar que la presión atmosférica incide en el clima. Si el tiempo cambia bruscamente se pueden sufrir resfriados, gripes y otras afecciones. La baja presión expande el volumen de aire en los oídos y también afecta la respiración. Además la baja la presión arterial, es un peligro para hipertensos. Estos son por tanto, algunas maneras de cómo influye la presión atmosférica en los seres vivos. Seres Humanos Pr es ió n at m os fé ric a respecto a la altura respecto a la temperatura respecto a la humedad menor altura mayor presión menor temperatura menor presión menor humedad mayor presión mayor altura menor presión menor temperatura menor presión mayor humedad menor presión https://www.eltiempohoy.es PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 51Segundo Año de Bachillerato Presión Atmosférica Efectos En los animales, la alimentación es lo que más se puede ver afectado. Donde hay mayor presión existe menor cantidad de agua y pocas precipitaciones. Esto obviamente genera escasez de la producción de alimentos. Los animales, al igual que las plantas, tienen el poder de adaptarse a su medio y a los cambios de la presión atmosférica. Si observa escasez de comida se moviliza para encontrarla o permanece inactivo hasta que las condiciones mejoren. La presión atmosférica es de 1.013.25 milibares, 101.325 kilopascales o 101 325 Pa (pascales). El valor varía de acuerdo al sistema utilizado. Ahora bien, lo que importa es que esta es la condición ideal para el crecimiento normal de las plantas. Donde hay baja presión atmosférica, las plantas crecen más lento y en casos extremos no logran sobrevivir. Es importante de igual manera controlar la presión atmosférica en una variable por encima de los 30 a 50 kilopascales. Así el aire mantiene la concentración de gas necesaria para el crecimiento de las plantas. El ser humano es hoy el cusante principal al cambio climático, Su influencia comienza con la deforestación de bosques para convertirlos en tierras de cultivo y pastoreo. En la actualidad su influencia es mucho mayor; ya que produce la emisión abundante de gases que se producen en fábricas, medios de transporte, aerosoles, metano en granjas de ganadería intensiva, quemas agrícolas y arrozales. Actualmente las emisiones se han incrementado hasta tal nivel que parece difícil que se reduzcan a corto y medio plazo. La alta demanda de energía por parte de los países desarrollados, son la principal causa del calentamiento global, debido a que sus emisiones contaminantes son las mayores del planeta. Esta demanda de energía hace que cada vez más se extraigan y consuman los recursos energéticos. Los Animales y su Alimento Determina el crecimiento de las plantas Cambio Climático tomado de: https://www.pinterest.com tomado de: https://drasler.ru 52 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias Problema: 1. En un hombre adulto y, uno joven, de talla y peso promedio, 18% de su peso corporal lo representan los carbohidratos, proteínas y otras sustancias, 15% las grasas y 75 los minerales. Los 60% restantes son líquidos. Luego de centrifugar en un recipiente este líquido, se encuentra que la distribución es: Encontrar la presión delos puntos 1 y 2 (hidrostática y absoluta) Trabajo en mi cuaderno haciendo un resumen de presión atmosférica y resolviendo ejercicios hasta comprenderlos. LIQUIDO INTERTICIAL LIQUIDO INTRACELULAR 1 220 0 50 100 PLASMA ρ = 1,030 kg/m3 ρ = 1,080 kg/m3 ρ = 1,120 kg/m3 PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 53Segundo Año de Bachillerato PRACTICO 1 3 2Aumenta la velocidad de la respiración y esto causa una hiperventilación. Como entre más altura más presión, el cuerpo va a producir más glóbulos rojos y hemoglobina para que el cuerpo recapacite y pueda tener una mejor respiración y el transporte corriente de sangre. El ritmo cardíaco aumenta y también el ritmo del flujo de la sangre. Estos son efectos de la presión atmosférica, justifico cada caso: APLICO Verifico si esto se cumple: 1. Al pegar una ventosa sobre una superficie lisa sin quedar aire encerrado en su interior, la presión atmosférica la mantiene firmemente adherida de manera que no cae por su peso. 2. Si sobre la mesa se coloca un objeto pesado, el peso de ese cuerpo ejerce sobre la superficie de la mesa una cierta presión. 3. Explico en función de los efectos de la presión atmosférica el comportamiento de estos cuerpos. 54 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias 1. La densidad de la atmósfera conforme a la altura: A. Todos los literales. B. Disminuye. C. Se mantiene. D. Depende. 2. ¿Con qué instrumento se mide la presión atmosférica? A. Una veleta. B. Un anemómetro. C. Un barómetro. D. Un manómetro. AUTOEVALUACIÓN RESPUESTAS Practico 1. Sí, por la razón que sea al incrementar la respiración el organismo nos aceleramos, aunque cada cuerpo tiene diferente resistencia. 2. Sí, hay mayor movimiento de fluidos. 3. Sí, el cuerpo es capaz de regular ante cambios de presión, el cuerpo se adapta a la diferencia de presión. Aplico 1. Sí, por las superficies y el aire entre la ventosa genera la presión. 2. Sí, cada vez que se coloca un objeto sobre otro genera más presión, la del objeto más la atmosférica sobre los objetos. Autoevaluación 1.b; 2.b A B C D 1 2 PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 55Segundo Año de Bachillerato LECCIÓN 2.5. CONDUCTIVIDAD Y CONDUCTANCIA INDICADOR DE LOGRO: Experimenta y clasifica con interés algunos materiales del entorno en conductores, semiconductores y aislantes de electricidad. ¿Por qué si toco un cable de alta tensión mi cuerpo conduce la energía eléctrica? ¿Cómo daña mi cuerpo la corriente eléctrica? La corriente eléctrica busca ir a tierra y trata de hacerlo de la manera más fácil, por eso decimos que busca el camino que le ofrezca menos resistencia. Si una corriente eléctrica intensa pasa por el cuerpo humano puede causar diferentes efectos perjudiciales. Cuando la corriente eléctrica pasa a través de algunos materiales estos se calienta. Este efecto es utilizado en muchos artefactos del hogar; por ejemplo, la plancha, el secador de cabello, la secadora de ropa, la tostadora de pan. Algo parecido ocurre si la electricidad circula por nuestro cuerpo. El calentamiento provoca quemaduras. Estas quemaduras pueden ser de distinta gravedad y profundidad afectando la piel, los nervios y otros tejidos del cuerpo. APRENDO Figura 1. Materiales que se pueden clasificar el detalle en el desarrollo de la lección. ¿Clasifico algunos? Figura 2. Accidente Cobre Hierro Agua Tantalio Oro Plata Aluminio tomado de: https://www.isastur.com 56 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias Otros efectos, más complejos, son la contracción involuntaria de los músculos, desórdenes nerviosos, etc. Todos ellos pueden ser muy perjudiciales. El corazón es un músculo muy importante; ya que si este se detiene puede causar la muerte, luego si el daño ocasionado es sobre el músculo cardíaco la lesión puede ser fatal. La corriente eléctrica no es peligrosa si se usa con suficientemente cuidadoso en su uso. Dependiendo del valor de la corriente eléctrica que pase por un cuerpo humano, los daños serán diferentes. Al pasar corriente eléctrica por el cuerpo humano, siempre causa algún efecto. Cuanto mayor sea la corriente, las probabilidades de consecuencias fatales aumentan. Los efectos del choque eléctrico van desde sentirte débil, hasta quemaduras severas y aun la muerte. En la siguiente tabla mostramos los efectos al pasar corriente por el cuerpo de distintas intensidades. Figura 3. Efectos de corriente Conductividad eléctrica es la medida de la capacidad (o de la aptitud) de un material para dejar pasar (o dejar circular) libremente la corriente eléctrica. Mientras mayor sea la conductividad de un material o elemento cualquiera, más fácilmente fluirá la corriente eléctrica por el circuito. Amperios Efectos obre el cuerpo PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 57Segundo Año de Bachillerato Conductancia Se denomina conductancia eléctrica (G) a la propiedad de transportar, mover o desplazar uno o más electrones en su cuerpo; es decir, que la conductancia es la propiedad inversa de la resistencia eléctrica. La conductancia es la facilidad de un objeto de conducir corriente eléctrica de un punto a otro y la conductividad es una propiedad del material para conducir corriente eléctrica. Resistencia eléctrica: Es toda oposición que encuentra la corriente a su paso por un circuito eléctrico cerrado, atenuando o frenando el libre flujo de circulación de las cargas eléctricas o electrones. Figura 4. Paso corriente Clasificación Descripción Los conductores son aquellos materiales que contienen electrones que pueden moverse libremente. Son los materiales que nos van a servir para hacer circuitos eléctricos. Entre los conductores se encuentran los metales, el agua salada, etc. Por estos materiales los electrones pueden desplazarse libremente de un punto a otro si le conectamos una fuente de tensión. Las principales aplicaciones de un conductor eléctrico son el transporte de energía eléctrica (cables de la red eléctrica domiciliaria, de alta tensión, aparatos eléctricos, actuadores, iluminación, automóviles, etc.), transporte de señales (transmisores/receptores, computadores, automóviles, etc.), y fabricación de componentes electrónicos (conectores, placas de circuito impreso, resistencias, condensadores, transistores, circuitos integrados, sensores, etc.). Conductores Figura 5. Ejemplos de conductores Conductores Semiconductores Aislantes tomado de: comofunciona.co.com 58 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias Clasificación Descripción Los semiconductores, como el silicio o el germanio, presentan propiedades eléctricas que están entre los conductores y los aislantes. Se utilizan principalmente cómo elementos de los circuitos electrónicos. Las aplicaciones de los semiconductores se dan en diodos, transistores y principalmente. Diodos: Al unir un semiconductor N con otro P se produce un fenómeno de difusión de cargas en la zona de contacto, que crea una barrera de potencial que impide a los demás electrones de la zona N saturar los restantes huecos positivos de la zona. Los aislantes son materiales donde los electrones no pueden circular libremente, como por ejemplo la cerámica, el vidrio, plásticos en general, el papel, la madera, etc. Estos materiales no conducen la corriente eléctrica. La aplicación del plástico que recubre el hilo de cobre conductor, impide que suframos una descarga eléctrica al entrar en contacto con el hilo de cobre. Nos los encontramos en el recubrimiento de los cables eléctricos, en los aparatos electrónicos y en todos los aparatos que funcionen con corriente eléctrica. En una instalación eléctrica, en herramientas usadas por personal de compañía eléctrica, etc. Semiconductores Aislantes Figura 6. Integrado, diodo, transistor Figura 7. Ejemplos aislantes Hago listado de los conductores, semiconductores y aislantes que utilicé esta semana. Trabajo en mi cuaderno. PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 59Segundo Año de Bachillerato PRACTICO 1 3 2Qué tipo de materiales son fundamentales en la fabricación de los dispositivos electrónicos
Compartir