Fisica 1er Año

FÍSICA 1° - 2014

FÍSICA TEMARIO:  Introducción

al estudio de la física.  Magnitudes y medidas.  Conociendo la tierra y el universo.

PRIMER AÑO DE SECUNDARIA

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TEMA: INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LA L A FÍSICA En la actualidad la Física está limitada al estudio de los llamados Fenómenos Físicos. 

Física es : _________________ _________________________ ________________ _______________ _______________ ________________ ________________ ______________ ______ _________________ _________________________ ________________ _______________ _______________ ________________ ________________ ______________ ______ _________________ _________________________ ________________ _______________ _______________ ________________ ________________ ______________ ______



Fenómeno : _________________ _________________________ ________________ _______________ _______________ ________________ ________________ ______________ ______ _________________ _________________________ ________________ _______________ _______________ ________________ ________________ ______________ ______ _________________ _________________________ ________________ _______________ _______________ ________________ ________________ ______________ ______

En esta oportunidad nos ocuparemos sólo de dos fenómenos. A. Fenómenos Físicos : _________________ _________________________ ________________ _______________ _______________ ________________ ________________ ______________ ______ _________________ _________________________ ________________ _______________ _______________ ________________ ________________ ______________ ______ _________________ _________________________ ________________ _______________ _______________ ________________ ________________ ______________ ______ B. Fenómenos Químicos. _________________ _________________________ ________________ _______________ _______________ ________________ ________________ ______________ ______ _________________ _________________________ ________________ _______________ _______________ ________________ ________________ ______________ ______ _________________ _________________________ ________________ _______________ _______________ ________________ ________________ ______________ ______

ALGUNOS PERSONAJES IMPORTANTES Todo cuanto exista en la vida del ser humano y su entorno, presentan una constante interrelación. El estudio de esta interrelación nos da lugar a ocuparnos de los fenómenos que suceden en la naturaleza y el permanente esfuerzo del hombre por comprender, interpretar, predecir, contestar, contestar, dar solución a problemas y aprovechar el comportamiento de la naturaleza, impulsaron al hombre a crear la Física como ciencia que nos lleva hacia lo desconocido; a penetrar en el firmamento, llegando a nuevas fronteras en busca del conocimiento. El desarrollo de la física como ciencia, tal como la conocemos hoy en día, es decir teórica y experimental, se puede decir que tiene sus inicios con Galileo Galilei y posteriormente un desarrollo vertiginoso gracia al trabajo de muchos otros grandes científicos entre los cuales destacan Isaac Newton y James C. Maxwell ya que sus trabajos son el cimiento de la mecánica clásica y electromagnetismo clásico respectivamente (este conjunto es lo que se conoce hoy en día como la física clásica), pero téngase presente que desde que el hombre se interesa por comprender el entorno que lo rodea es cuando comienza a desarrollar la física, al cuestionarse acerca de los hechos que ocurrían en su PRIMER AÑO DE SECUNDARIA

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FÍSICA 1° - 2014 entorno e intentar comprenderlos para en la medida de sus posibilidades poder darles una explicación. Esta actitud observadora, reflexiva ha permitido que el ser humano conozca cada vez más del entorno que le rodea para de esa manera poder aprovechar la naturaleza en su beneficio, además que es propio de la inteligencia humana investigar acerca de lo desconocido. Entonces en base a lo expuesto intentemos dar respuesta a una pregunta aparentemente sencilla: ¿Qué es la Física? Dar respuesta puede ser muy fácil o muy difícil todo depende de nuestras exigencias. Si no pretendemos dar una respuesta muy rigurosa puede ser sencillo ya que todos sabemos que la Física tiene que ver con palancas, poleas, resortes, la caída de los cuerpos, Galileo, Newton, la bomba atómica, Einstein, etc., pero si se quiere ser riguroso es mucho más difícil y entraríamos incluso a discutir problemas filosóficos. Por lo tanto trataremos de dar una idea alejada de ambos extremos. Cuando alguien escucha hablar de Física puede inmediatamente pensar en dispositivos sofisticados, laboratorios y cree que esto es indispensable para su estudio, pero ello por lo menos no es del todo cierto. Claro que q ue si se desea un estudio a fondo esto es necesario, pero la física nos rodea por completo, en la casa, en la calle, en el microbús, en el centro de labores, etc. Hacemos Física por ejemplo cuando comprendemos porqué un cuerpo se mueve o por qué está en equilibrio, o cuando endentemos por qué el agua hierve o porqué la Luna orbita en torno de la tierra y está a su vez alrededor del Sol. Las leyes de la Física gobiernan las cosas más sencillas como la caída de los cuerpos o más complejas como el envío de satélites al espacio. Es por esta razón que podemos afirmar que las conclusiones más importantes se obtienen a partir de la observación de los hechos más sencillos. Así por ejemplo, Newton estaba recostado en un árbol, cuando la caída de una fruta lo llevó a descubrir la ley de la gravitación. Arquímedes mientras se bañaba descubrió la ley del empuje. Sean o no verdaderas estas historias son buenos ejemplos de lo anteriormente planteado y no digamos que no podemos estudiar la Física porque tenemos limitaciones con nuestros instrumentos y no pensamos que Física es sólo la que se hace con esos deslumbrantes aparatos fruto del avance de la tecnología que por cierto es gracias a la física, pero además porque se puede descubrir nuevos e interesantes fenómenos físicos. Veamos a pues esta historia impresionante de la física. EN LA ANTIGÜEDAD Los chinos, los babilonios, los egipcios y los mayas observaron los movimientos de los planetas y lograron predecir los eclipses, pero no consiguieron encontrar un sistema subyacente que explicara el movimiento planetario. Las especulaciones de los filósofos griegos introdujeron dos ideas fundamentales sobre los componentes del Universo, opuestas entre sí: el atomismo, propuesto por Leucipo en el siglo IV a.C., y la teoría de los elementos, formulada en el siglo anterior. En Alejandría, el centro científico de la civilización occidental durante el periodo helenístico, hubo notables avances. Allí, el matemático e inventor griego Arquímedes diseñó con palancas y tornillos varios aparatos mecánicos prácticos y midió la densidad de objetos sólidos sumergiéndolos en un líquido. Otros científicos griegos PRIMER AÑO DE SECUNDARIA

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FÍSICA 1° - 2014 importantes de aquella época fueron el astrónomo Aristarco de Samos, que halló la relación entre las distancias de la Tierra al Sol y de la Tierra a la Luna, el matemático, astrónomo y geógrafo Eratóstenes, que midió la circunferencia de la Tierra y elaboró un catálogo de estrellas, y el astrónomo Hiparco de Nicea, que descubrió la precesión de los equinoccios (véase Eclíptica). En el siglo II d.C. el astrónomo, matemático y geógrafo Tolomeo propuso el sistema que lleva su nombre para explicar el movimiento planetario. En el sistema de Tolomeo, la Tierra está en el centro y el Sol, la Luna y las estrellas giran en torno a ella en órbitas circulares. EN LA EDAD MEDIA Durante la edad media se produjeron pocos avances, tanto en la física como en las demás ciencias. Sin embargo, sabios árabes como Averroes o como Ibn al-Nafis (también conocido como al-Qarashi) contribuyeron a la conservación de muchos tratados científicos de la Grecia clásica. En general, las grandes universidades medievales fundadas en Europa por las órdenes monásticas a partir del siglo XIII no supusieron un gran avance para la física y otras ciencias experimentales. experimentales. El filósofo escolástico y teólogo italiano santo Tomás de Aquino, por ejemplo, trató de demostrar que las obras de Platón y Aristóteles eran compatibles con las Sagradas Escrituras. El filósofo escolástico y científico británico Roger Bacon fue uno de los pocos filósofos que defendió el método experimental como auténtica base del conocimiento científico; también investigó en astronomía, química, óptica y diseño de máquinas. EN EL SIGLO XVI Y XVII La ciencia moderna surgió tras el renacimiento, en el siglo XVI y comienzos del XVII, cuando cuatro astrónomos destacados lograron interpretar de forma muy satisfactoria el comportamiento de los cuerpos celestes. El astrónomo polaco Nicolás Copérnico propuso un sistema heliocéntrico, en el que los planetas giran alrededor del Sol. Sin embargo, Copérnico estaba convencido de que las órbitas planetarias eran circulares, por lo que su sistema requería unas elaboraciones casi tan complicadas como el sistema de Tolomeo al que pretendía sustituir. El astrónomo danés Tycho Brahe adoptó una fórmula de compromiso entre los sistemas de Copérnico y Tolomeo; según él, los planetas giraban en torno al Sol, mientras que el Sol giraba alrededor de la Tierra. Brahe era un gran observador y realizó una serie de medidas increíblemente precisas. Esto proporcionó a su ayudante Johannes Kepler los datos para atacar al sistema de Tolomeo y enunciar tres leyes que se ajustaban a una teoría heliocéntrica modificada. Galileo, que había oído hablar de la invención del telescopio, construyó uno, y en 1609 pudo confirmar el sistema heliocéntrico observando las fases del planeta Venus. También descubrió las irregularidades en la superficie de la Luna, los cuatro satélites de Júpiter más brillantes, las manchas solares y muchas estrellas de la Vía Láctea. Los intereses de Galileo no se limitaban a la astronomía: empleando planos inclinados y un reloj de agua perfeccionado ya había demostrado que los objetos tardan lo mismo en caer, independientemente de su masa (lo que invalidaba los postulados de Aristóteles), y que la velocidad de los mismos aumenta de forma uniforme con el tiempo de caída. Los descubrimientos astronómicos de Galileo y sus trabajos sobre mecánica precedieron la obra PRIMER AÑO DE SECUNDARIA

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FÍSICA 1° - 2014 del matemático y físico británico del siglo XVII Isaac Newton, uno de los científicos más grandes de la historia. EN EL SIGLO XIX Y XX Hasta principios del siglo XIX, era frecuente que los físicos fueran al mismo tiempo matemáticos, filósofos, químicos, biólogos o ingenieros. En la actualidad el ámbito de la física ha crecido tanto que, con muy pocas excepciones, los físicos modernos tienen que limitar su atención a una o dos ramas de la ciencia. Una vez que se descubren y comprenden los aspectos fundamentales de un nuevo campo, éste pasa a ser de interés para los ingenieros y otros científicos. Por ejemplo, los descubrimientos del siglo XIX en electricidad y magnetismo forman hoy parte del terreno de los ingenieros eléctricos y de comunicaciones; las propiedades de la materia descubiertas a comienzos del siglo XX han encontrado aplicación en la electrónica; los descubrimientos de la física nuclear, muchos de ellos posteriores a 1950, son la base de los trabajos de los ingenieros nucleares. Arquímedes Al matemático e inventor griego Arquímedes se le atribuyen importantes contribuciones a la física. Se le conoce por aplicar la ciencia a la vida diaria y desarrollar inventos prácticos de múltiples usos, como la palanca o el tornillo. Según una leyenda muy conocida, Arquímedes descubrió una importante aplicación del empuje del agua mientras tomaba un baño, y gritó "¡Eureka!" ("lo encontré") al darse cuenta de que podía emplearlo para medir la densidad de un objeto de forma irregular. Santo Tomás de Aquino En el siglo XIII, santo Tomás de Aquino intentó reconciliar la filosofía de Aristóteles con la teología de san Agustín. Santo Tomás consideraba que tanto la razón como la fe eran esenciales para el estudio de la metafísica, la filosofía moral y la religión, pero sugirió que las verdades de la razón y las de la fe correspondían a ámbitos distintos. La obra de santo Tomás calmó algunos temores de los dignatarios eclesiásticos ante el estudio y desarrollo de la ciencia. PRIMER AÑO DE SECUNDARIA

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FÍSICA 1° - 2014 Nicolás Copérnico El astrónomo polaco Nicolás Copérnico revolucionó la ciencia al postular que la Tierra y los demás planetas giran en torno a un Sol estacionario. Su teoría heliocéntrica (el Sol como centro) fue desarrollada en los primeros años de la década de 1500, pero sólo se publicó años después. Se oponía a la teoría de Tolomeo, entonces en boga, según la cual el Sol y los planetas giraban alrededor de una Tierra fija. Al principio, Copérnico dudó en publicar sus hallazgos porque temía las críticas de la comunidad científica y religiosa. A pesar de la incredulidad y rechazo iniciales, el sistema de Copérnico pasó a ser el modelo del Universo más ampliamente aceptado a finales del siglo XVII. Galileo El físico y astrónomo italiano Galileo marcó el rumbo de la física moderna al insistir en que la Tierra y los astros se regían por un mismo conjunto de leyes. Defendió la antigua idea de que la Tierra giraba en torno al Sol, y puso en duda la creencia igualmente antigua de que la Tierra era el centro del Universo. Se negó a obedecer las órdenes de la Iglesia católica para que dejara de exponer sus teorías, y fue condenado a reclusión perpetua. En 1992 una comisión papal reconoció el error de la Iglesia. Isaac Newton La obra de Isaac Newton representa una de las mayores contribuciones a la ciencia realizadas nunca por una persona. Entre otras cosas, Newton dedujo la ley de la gravitación universal, inventó el cálculo infinitesimal y realizó experimentos para estudiar la naturaleza de la luz y el color.


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FÍSICA 1° - 2014 Albert Einstein En 1905, Albert Einstein publicó tres artículos cruciales para el desarrollo de la física. En ellos se estudiaba la naturaleza cuántica de la luz, se describía el movimiento molecular y se introducía la teoría de la relatividad restringida. Einstein alcanzó la fama por reexaminar continuamente las suposiciones científicas tradicionales y alcanzar conclusiones a las que nadie había llegado antes.

RELACIÓN DE LA FÍSICA CON OTRAS MATERIAS Física con Astronomía Desde el principio del conocimiento, el hombre, siempre ha sentido curiosidad por los fenómenos que ocurren a su alrededor. Esta curiosidad, llevó a que surgiera el llamado método científico, que intentaba explicar de modo racional el por qué o cómo de las cosas. Vemos que en la antigüedad todo lo que no se podía explicar era trasladado en forma oral o escrita a las generaciones en un conocimiento vulgar. Todos los hechos que se manifiestan en la naturaleza eran interpretados como divinos. Los adjudicaban a dioses o mitos y leyendas para así tratar de ocultar la falta de un método de observación e interpretación. Los egipcios son un claro ejemplo de cultura en transición, algunas cosas las atribuían a dioses poderosos, por ejemplo el cambio del día a la noche. Ellos le daban nombre a esos astros como para el Sol, la Luna, pero a la hora de construir sus monumentales pirámides se basaron en misteriosos cálculos de matemática y posición de algunos astros para dar dimensiones a esos colosos e inmortales obras que nos han legado. Con el correr de los siglos muchos fueron los hombres que intentaron separar las divinidades de la explicación de los fenómenos desconocidos. Así surgió el método científico, que básicamente consiste en observar, experimentar e interpretar. Los primeros científicos o físicos eran personajes que dominaban muchas ciencias. La teoría de Aristóteles sobre la conformación del sistema solar con centro en la Tierra y el Sol, la Luna y los planetas girando alrededor de ella, fue una verdad aceptada por mucho tiempo. Es más, la iglesia tenía en el Renacimiento la total convicción de que ello era así porque coincidía con las interpretaciones que se sacaban de la Biblia y la creación del Universo por parte de Dios. PRIMER AÑO DE SECUNDARIA

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FÍSICA 1° - 2014 Física con Biología El relacionar la Física con la Biología nos lleva a pensar en la BIOFÍSICA. La Biología es la ciencia que estudia todo lo referente a los seres vivos y a su hábitat. Desde el punto de vista científico la vida o los seres vivos están compuestos esencialmente por elementos físicos y químicos. Los aportes de la física al estudio de los seres vivos, ha permitido desentrañar los misterios antiguamente secretos, de la unidad fundamental de la vida: la célula. Por medio de los descubrimientos de la posibilidad de amplificar las imágenes de los cuerpos celestes, surgió en la rama de la óptica un avance que permitió a los biólogos y médicos de la antigüedad, acceder a poder observar lo diminuto. Por medio de los microscopios oculares de lentes, fueron posibles los análisis de numeras muestras de tejidos, fueron posibles de aislar y descubrir organismos que no podían ser vistos de otra manera. Así de esta forma se combatieron numerosas enfermedades que se consideraban pestes incurables. Con los avances de la técnica fue posible poco a poco conseguir mayores aumentos y descubrir nuevos organismos tales como las bacterias. Pero la capacidad de amplificar tenía un límite. Dos aspectos básicos llevaron a desarrollar un instrumento capaz de poder tener mucha más capacidad de manejar imágenes infinitamente pequeñas. Primero por el problema de la distorsión que se produce por las insignificantes asperezas de los lentes aún en el pulido más perfecto que se le pudiera dar. Segundo con el descubrimiento de las partículas que rodean los átomos, electrones, fue posible construir microscopios con millones de aumentos. Eso inauguró una nueva investigación y así pudieron ser vistos los virus. Otra rama que colabora con la biología es la parte de la radio. Por medio de ondas de radio, la medicina ha logrado importantes avances. Los rayos X descubiertos por las emisiones de electrones en un tubo de vacío, ayudan hoy en día a la obtención de radiografías de nuestro esqueleto. Es importantísimo para los médicos el poder observar a través de esas imágenes, las fracturas de los huesos y malformaciones. También la RADIOTERAPIA y la QUIMIOTERAPIA son importantes aportes de los descubrimientos físicos. Física con Deportes Las leyes físicas quedan relacionadas con los deportes y la gimnasia desde el punto de vista que nuestros movimientos están regidos por la gravedad. En efecto, la atracción que ejerce sobre nuestro cuerpo, la atracción gravitatoria de la Tierra. La estructura ósea de nuestro organismo, desde nuestros primeros pasos en la infancia, debe luchar por conseguir una posición de equilibrio cuando estamos parados o nos desplazamos. El peso que nos da la PRIMER AÑO DE SECUNDARIA

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FÍSICA 1° - 2014 balanza es el fiel reflejo de la masa que constituye nuestro organismo y la aceleración de la gravedad 9,8 m/s2. Estudiando dicha fuerza, vemos que dependiendo de este parámetro, si estuviéramos en la Luna “pesaríamos menos” pies allí la aceleración de la gravedad sería menos. Esto lo pudieron comprobar los primeros astronautas que pisaron la Luna, los cuales llevaban zapatos de plomo para evitar que flotaran en el vacío y no se pudieran desplazar. La principal manifestación de la fuerza de la gravedad es cuando pretendemos saltar hacia arriba. Nuestro impulso nos eleva hasta cierto punto y luego la Tierra nos atrae a ella. Los gimnastas olímpicos utilizan técnicas que le permiten mediante la utilización del principio de equilibrio. La densidad del aire crea una resistencia a todo cuerpo que se desplaza. Esto se conoce como fuerza de rozamiento o fricción. Los ciclistas han adoptado una serie de configuraciones en sus cascos y bicicletas para minimizar el efecto de frenado que ejerce el aire en sus cuerpos. Física con Química La Química es una de las ciencias que más afinidad tiene con la Física. En efecto, los fenómenos físicos ocurren generalmente en conjunción con los químicos. Basta ver las manifestaciones de nuestro entorno. Para poder aplicar esta situación. No olvidemos que: “química + física = biología”, o sea la manifestación de la vida y los seres vivos. Muchos

físicos también contribuyeron a descubrir fenómenos químicos dado que en sus experimentos utilizaban reacciones químicas que originaban reacciones físicas. Un claro ejemplo de ello ha sido la búsqueda de la estructura y funcionalidad del átomo. Recordemos que de una reacción en cadena, cuando un átomo radioactivo inestable es bo mbardeado por un neutrón se produce un estallido del núcleo del mismo y sus componentes a su vez rompen otros núcleos generando más colisiones. Esto es una reacción química y su manifestación física es la generación de una inmensa cantidad de energía en forma de calor. Llamemos a esto reacción de fusión nuclear. Es la forma más aterradora de los últimos tiempos y fue descubierta cuando en 1945, un 6 de agosto en Hiroshima Japón, Estados Unidos destruyó completamente esa ciudad. CONCLUSIÓN  La física es realmente peligrosa y satisfactible ya sea en el ámbito laboral o en lo personal gracias a los personajes que han sabido desarrollar los impulsos de la física con química, biología y matemática.  La física es muy amplia, tiene diversos temas y problemas diversos que hasta hoy se seguirán estudiando cosas que el hombre no puede explicar.


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FÍSICA 1° - 2014 FENÓMENO FÍSICO Para dar respuesta a esta interrogante y tener una idea clara al respecto, analicemos el siguiente ejemplo: Un resorte se encuentra suspendido del techo. (Si consideramos que es igual, es decir, de masa despreciable estará sin deformar)

Ahora jalemos el extremo libre del resorte hacia abajo: Como podemos notar el resorte ha experimentado un cambio (cuando este cambio se da en un mayor grado suele llamarse transformación) ya que su longitud se ha incrementado, pero el material del que está fabricado el resorte no alteró su composición química. En conclusión  Un fenómeno es un cambio o transformación y será un fenómeno físico cuando ese cambio se dé, de manera que la sustancia no altere su composición química. 

Con respecto al ejemplo anterior debemos tener presente que se ha hecho una descripción cualitativa del fenómeno, pero si deseamos hacer una descripción cuantitativa, por ejemplo si deseamos conocer ¿Cuánto se deformó el resorte?, la física hace uso de ciertas herramientas denominadas “magnitudes”.

Dentro de las magnitudes fundamentales tenemos: Longitud (L), masa (M), tiempo (T) Por las características que presentan las clasificaciones en dos grupos: 



Magnitudes Escalares Son aquellas que se caracterizan por presentar: Un valor numérico Una unidad de medida. Por ejemplo: la longitud, la masa, el tiempo, etc.: Magnitudes Vectoriales Son aquellas que se caracterizan por presentar: Un valor numérico Una unidad de medida. Módulo Una dirección Por ejemplo: la velocidad ( ), la fuerza ( ), etc.


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

Es importante que tengamos presentes que las magnitudes vectoriales se representan mediante un segmento de recta orientado, denominado vector.

Veamos:

Una vez planteado estos aspectos previos, comenzaremos con la descripción de uno de los fenómenos más sencillos e importantes en la física: “El movimiento mecánico”, el cual lo hacemos mediante un capítulo de la física denominado cinemática. ALGUNOS CONCEPTOS QUE DEBES SABER Fenómeno Físico Es todo cambio que se produce en la naturaleza, en donde existe materia, energía, y éstas experimentan cambios con énfasis en la energía. Fenómeno Químico Es aquel tipo de fenómeno en donde los cuerpos participantes experimentan cambios radicales en su estructura interna, originándose nuevos cuerpos. En la mayoría de los casos estos fenómenos suelen ser irreversibles. Ciencia Es el conocimiento cierto de las cosas por sus principios y sus causas. Está formado por un conjunto de conocimientos coherentes, lógicamente ordenados, y metódicamente utilizados permiten conocer, comprender, emplear, transformar y prever fenómenos naturales y sociales. Físico Para nosotros, es el científico que tiene como principal actividad desarrollar una actitud de investigación frente a los fenómenos físicos, y descubrir las leyes o principios que las rigen.


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FÍSICA 1° - 2014 Ingeniero Es la persona que conociendo las leyes de la naturaleza, ordena las cosas para que produzcan fenómenos o movimientos útiles, que hagan la vida más fácil. Teoría Tiene aquí dos acepciones:  

Es una serie de leyes que permiten relacionar determinado orden de fenómenos. Es el conocimiento hipotético de un fenómeno, y cuya comprobación experimental esta pendiente.

Ley Es la generalización de ciertas reacciones ordenadas entre los fenómenos, y que ha sido confirmada muchas veces por pruebas experimentales. Símbolo Es una imagen o figura mediante el cual representamos una idea o un concepto. En el lenguaje matemático, los símbolos reducen considerablemente el uso de las palabras. Constantes Es aquella cantidad cuyo valor permanece invariable a lo largo del desarrollo de un cálculo. Los hay de dos tipos.  

Constante Numérica: solo posee valor numérico Constante Física: Es la que además de un número tiene unidades físicas.

Fórmula Es una igualdad matemática obtenida como resultado de un cálculo y cuya expresión sirve de regla para resolver casos análogos. Año Luz Es una unidad de longitud y se define como la distancia que recorre la luz en un año, su valor aproximado y en notación científica es: 1 año luz = 9,46.10 15 m = 9,46.1012 km.

ACTIVIDADES Estas actividades debes desarrollarlas en tu cuaderno.

1. Elabora un esquema relacionado a las ramas de la física. 2. ¿Qué relación tiene la física y la tecnología? 3. Elabora un cuadro sinóptico relacionado al método científico.


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PREGUNTAS TIPO EXAMEN DE ADMISIÓN PROPUESTAS Marca con un aspa la respuesta correcta.

1. La palabra Física proviene del vocablo ____ Physis que significa ____ a) latín – naturaleza b) griego – ciencia c) árabe – piscis d) e) griego - naturaleza e) latín – esperanza

6. Explicó el efecto fotoeléctrico. a) Einstein b) Newton c) Arquímedes d) Copérnico e) Galileo 7. Físico alemán nacionalizado norteamericano que ganó el Premio Nobel de la Paz. a) Newton b) Galileo c) Einstein d) Copérnico e) Arquímedes

2. Es un cambio que sufren los cuerpos de la naturaleza. a) Naturaleza b) Física c) Ciencia d) Fenómeno e) N.A.

8. Descompuso la luz a través de un prisma. a) Newton b) Galileo c) Einstein d) Arquímedes e) Copérnico

3. Es un cambio que sufre un cuerpo sin alterar sus propiedades. a) Fenómeno b) F. Físico c) F. Químico 4. Fue el que utilizando un telescopio hizo importantes descubrimientos astronómicos. a) Einstein b) Galileo c) Tu Profesor d) Arquímedes e) Newton

9. Formuló por primera vez la Teoría Heliocéntrica. a) Newton b) Einstein c) Galileo d) Copérnico e) Arquímedes

5. Descubrió el péndulo: a) Einstein b) Galileo c) Newton d) Arquímedes e) Copérnico


10. Formuló las Leyes de la Mecánica. a) Einstein b) Galileo c) Copérnico d) Newton e) Arquímedes

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TEMA: MAGNITUDES Y MEDIDAS De acuerdo a su origen las magnitudes físicas se pueden clasificar en: 

Magnitudes Fundamentales Son todas aquellas que tienen la particular característica de estar presente en todos o casi todos los fenómenos físicos. Actualmente para muchos científicos éstas son: la longitud, la masa, el tiempo, la temperatura, la corriente eléctrica, la intensidad luminosa y la cantidad de sustancia.



Magnitudes Auxiliares

Es un pequeño grupo de cosas que al medirse no se pueden comparar con ninguna de las magnitudes fundamentales. Ellas son: el ángulo plano y el ángulo sólido. 

Magnitudes Derivadas

En número es el grupo más grande (ilimitado) en el que cada uno puede definirse por una combinación de magnitudes fundamentales y/o auxiliares. Estas combinaciones se consiguen mediante las operaciones de multiplicación, división, potenciación y radicación. Veamos algunos casos:   

El área de una superficie rectangular se consigue multiplicando dos longitudes. El volumen de un cilindro se obtiene al multiplicar el área de su base por la altura. La densidad de un cuerpo está dada por el cociente obtenido al dividir su masa entre su volumen.

SISTEMA DE UNIDADES

El hombre siempre se ha visto en la necesidad de realizar mediciones y por ese motivo comenzó a crear diversas unidades de medidas, pero sucede que año tras año se han creado tantas unidades que no hicieron más que causar el caos y confusión en las relaciones humanas. Esto obligó a contar con una medida universal basada en un fenómeno físico natural e invariable. El Sistema Internacional de Unidades (S.I.) es importante porque agiliza, facilita y simplifica el intercambio comercial, técnico y científico internacional. Está conformado por dos rubros importantes que son:  

Unidades del Sistema Internacional Múltiplos y submúltiplos decimales de las unidades del Sistema Internacional.

A partir del 14 de Octubre de 1960, la 1 era Conferencia General de Pesas y Medidas (Organización Internacional reunida en Paris - Francia) da a conocer oficialmente un sistema de unidades basado en el sistema métrico decimal, en el cual se consideran siete magnitudes físicas fundamentales y dos auxiliares o complementarias, las mismas que tendrían solo una unidad básica. PRIMER AÑO DE SECUNDARIA

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FÍSICA 1° - 2014 “Cuando podemos medir aquello a que nos referimos y expresarlo en números, entonces

sabemos algo acerca de ello; pero cuando no es posible medirlo ni expresarlo en números, nuestro conocimiento es in suficiente y poco satisfactorio”. ¿A qué Llamamos Magnitud? En nuestro universo sabemos por propia experiencia que hay cosas que se pueden comparar entre sí y otras no. Por ejemplo, podemos comparar la altura de un árbol con la altura de un edificio, en cambio no podemos comparar el amor que sentimos por nuestra madre con el que sentimos por nuestros hijos. Por esto, todo aquello que sea susceptible de aceptar una comparación con otra de su misma especie, es una magnitud. Así entonces, la longitud, la masa, el tiempo, etc., son magnitudes. ¿Qué es una Cantidad? Cuando nos fijamos en el largo de la pizarra, en la masa de carne de un cerdo o en la duración de la clase, estamos hablando de cantidades. De esto diremos que: Cantidad es una porción definida de una magnitud. ¿A qué Llamamos Unidad de Medida? Llamamos así a aquella cantidad elegida como patrón de comparación. Una misma magnitud puede tener varias unidades de medida.

SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES UNIDADES DE BASE MAGNITUD FUNDAMENTAL Longitud Masa Tiempo Temperatura Termodinámica Intensidad de Corriente Eléctrica Intensidad Luminosa Cantidad de Sustancia

UNIDAD BÁSICA metro kilogramo segundo kelvin ampere candela mol

SÍMBOLO m kg s K A cd mol

UNIDADES SUPLEMENTARIAS MAGNITUD AUXILIAR Angulo Plano Angulo Sólido


UNIDAD BÁSICA radián estereorradián

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SÍMBOLO rad sr

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FÍSICA 1° - 2014 PRINCIPALES MAGNITUDES DERIVADAS MAGNITUDES DERIVADAS

UNIDADES

Área Volumen Velocidad Aceleración Fuerza Trabajo Energía Calor Potencia Caudal Densidad Peso Específico Presión Velocidad Angular Aceleración Angular Periodo Frecuencia Torque Carga Eléctrica Cantidad de Movimiento Impulso Peso

m2 m3 m/s m/s2 newton = N Joule = J J calorías = cal watts = w kg/s kg/m3 N/m3 N/m2 = pascal = Pa rad/s rad/s2 s s –1 = hertz = Hz N .m Coulomb kg .m/s N .s N

MÚLTIPLOS Y SUBMÚLTIPLOS DECIMALES DE LAS UNIDADES PREFIJO

SÍMBOLO

FACTOR

EXA PETA TERA GIGA MEGA KILO HECTO

E P T G M K h

1018 1015 1012 109 106 10 3 10 2

DECA

da

101

M Ú L T I P L O S


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FÍSICA 1° - 2014 S U B M U L T I P L O S

DECI

d

10-1

CENTI

c

10-2

MILI

m

10-3

MICRO



10-6

NANO

n

10-9

PICO

p

10-12

FEMTO

f

10-15

ATTO

a

10-18

REGLAS GENERALES a) Cada unidad SI debe ser escrito por sus nombres completos o por su símbolo correspondiente reconocido internacionalmente. EJEMPLO

CORRECTO

INCORRECTO

metro gramo litro

M g lóL

mt, ms, mts, M gr, grs, gs, G lt, Lt, lts, Lts

b) Después de cada símbolo, múltiplo o submúltiplo decimal no debe colocarse punto EJEMPLO

CORRECTO

INCORRECTO

kilogramo metro centímetro

kg m cm

Kg. m. cm.

c) No se debe utilizar nombre incorrectos para las diversas unidades de medida EJEMPLO

CORRECTO

INCORRECTO

S2 m3

segundo cuadrado metro cúbico

segundo superficial metro volumétrico

d) Los respectivos nombres de las unidades serán escritos con letra inicial minúscula, aunque correspondan a nombres propios (con excepción de los grados Celsius)


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FÍSICA 1° - 2014 EJEMPLO

CORRECTO

INCORRECTO

nombre propio nombre propio nombre impropio

newton pascal segundo

Newton Pascal Segundo

e) El símbolo de cada unidad debe escribirse con letra minúscula con excepción de aquellas que derivan de un nombre propio EJEMPLO

CORRECTO

INCORRECTO

ampere segundo Weber

A s Wb

a S wb

f) Al escribir y pronunciar el plural de las unidades de medida, múltiplos y submúltiplos, se deberán aplicar las reglas de la gramática castellana. EJEMPLO

CORRECTO

INCORRECTO

plural moles Mol singular metro metros plural newtons newton g) Al escribir los nombres se utilizará singular cuando la cantidad numérica se encuentre en el intervalo cerrado [1, –1], con excepción de las unidades hertz, siemens y lux. EJEMPLO

CORRECTO

INCORRECTO

singular singular plural plural

1 segundo 0,8 mol –18 metros 35,3 gramos

1 segundos 0,8 moles –18 metro 35,3 gramo

h) Los símbolos de las unidades, múltiplos y submúltiplos del SI no admiten plural. EJEMPLO

CORRECTO

INCORRECTO

singular singular plural plural

1 mol 0,44 g 532 m –38,3 A

1 moles 0,44 gs 532 ms –38,3 As

REGLAS PARA LAS UNIDADES DERIVADAS SI a) Si el símbolo de una unidad derivada SI no tiene nombre ni símbolo especial, entonces de deberá formar mediante multiplicaciones y/o divisiones de las unidades SI-


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FÍSICA 1° - 2014 Ejemplo: Velocidad Momento de inercia

 m/s 2  m . kg

b) El producto de diversas unidades de medida se indicará mediante un punto. Este punto puede omitirse si no existe riego de confusión, pero a cambio se dejará un espacio. Ejemplo: ampere segundo newton metro

 A.s

óAs  N.m ó N m

c) En la multiplicación de las diversas unidades de medida se recomienda usar el siguiente orden: x = ma . kgb . sc . Ad . Ke . cdf . molg . radh . srl. Donde “x” es símbolo de la unidad derivada que tiene nombre especial; a, b, c,..., son exponentes reales y enteros, positivos o negativos. Ejemplo: 2 –1  Pa = m . kg . s pascal 4 2 –2  F = m . kg –1 . s . A capacitancia eléctrica d) Si una unidad derivada está formada por un producto de unidades entonces se escribirán los nombres de las mismas separándolas mediante espacios en blanco. Ejemplo: A.s. ampere segundo N.m newton metro e) La división entre los símbolos de unidades de medida serán indicadas mediante una línea horizontal inclinada o potencias negativas.

Ejemplo: m/s2 =

m = ms –2 2 s

f) Todas las unidades que aparezcan después de la línea indicada pertenecerán al numerador, si son más de una unidad deberá agruparse con paréntesis. Se recomienda no usar paréntesis para las unidades que aparezcan con el numerador.

Ejemplo: m2.kg/(s3.A) m2.kg(s2.K)

. kg . s –3 . A –1 2 –2 –1  m . kg . s . K  m

2


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I BIMESTRE

FÍSICA 1° - 2014 g) Al nombrar una unidad derivada, la palabra “POR” represe ntará un cociente o proporción, también indicará la separación entre el numerador y el denominador. Ejemplo:  metro cúbico por kilogramo m3/kg  metro gramo por segundo m.g/s

REGLAS PARA LOS PREFIJOS SI a) Los nombres y los símbolos de los múltiplos y submúltiplos decimales de las unidades SI deben formarse anteponiendo los prefijos SI a los nombres de las unidades de medida, sin dejar espacio de por medio (excepto la unidad de masa) Ejemplo:  mJ milijoule  MH megahenry b) Está prohibido el uso de dos o más prefijos delante del símbolo de cada unidad de medida. Ejemplo: 106s = Ms (no poner kks) 10 –9A = nA (no poner umA) c) Si un símbolo está afectad por un exponente, entonces el prefijo que contiene también está afectado por esta potencia. Ejemplo: 1ps3 = (10 –12 s)3 = 10 –36 s3 1ps3 = (10 –15 m) –2 = 10 –30 m –2 d) Si un símbolo se representa en forma de fracción, entonces el símbolo del sufijo se colocará en el numerador y no en el denominador de la fracción (con excepción del kilogramo) Ejemplo: kJ/s (no poner J/ms) kg/m3 (no poner mg/cm3)

REGLAS ADICIONALES a) Al escribir los valores numéricos se utilizarán cifras arábigas y la numeración decimal, y se separará la parte entera del decimal mediante una coma. No debe utilizarse el punto para separar enteros decimales (esta regla no pertenece al SI pero es aceptado por el ITINTEC)


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CORRECTO

413,51 3 555 911,3215

INCORRECTO

413.51 3’555,911.3215

b) Al escribir los valores numéricos deben ir separados en grupos de tres cifras dejando un espacio en blanco (un espacio de máquina). Los grupos serán contados a partir de la coma decimal, tanto hacia la derecha como hacia la izquierda EJEMPLO

CORRECTO

0,333 12 5 111,542 1 8 457 312 ,5

INCORRECTO

0,33312 05,111.5421 8’457,312.5

El espacio en blanco puede omitirse en los siguientes casos: Cuando el valor numérico no tiene más de cuadro cifras.   Cuando el valor numérico expresa años ya sea fecha o no. En dibujo técnico.  Cuando el valor numérico representa cantidades como códigos de identificación,  numeración de elementos, en serie, números telefónicos.  Cuando el valor numérico representa montos monetarios, bienes o servicios, etc. Cuando se puede dar lugar a fraude o estafa, (etc.)  c) Para la escritura de FECHAS sólo se usarán las cifras arábigas respetando el siguiente orden:

Para separar el año, mes y día se utilizará un guion o un espacio en blanco. EJEMPLO

25 de julio de 1955 11 de octubre de 1963

CORRECTO

INCORRECTO

1955-07-25 1963-10-11

25-07-1955 10/10/63

d) Para escribir el TIEMPO utilizaremos el siguiente orden:

La hora, minuto y segundo serán separados mediante espacios en blanco. PRIMER AÑO DE SECUNDARIA

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CORRECTO

14h 00 min 12s 07h 14 min

INCORRECTO

2p.m. 12s 7h14min

EQUIVALENCIAS Daremos a conocer especialmente las equivalencias entre las unidades importantes que utilizaremos en nuestro estudio.

1. Longitud 1 milla terrestre = 1 609 m

1 = 10 –4 cm = 10 –6 m

1 milla marítima = 1852 m

1 vara = 83,6 cm

1 km = 103 m = 105 cm

1 fermi = 10 –15 m = 1 fm

1 m = 102 cm = 103 mm

1spot = 1012 m

1 yd = 3 pies = 91,44 cm

1 UA = 149 597,870 x 106 m

1 pie = 12 pulg = 30,48 cm

1 ly = 9,460 55 x 1015 m (*)

1 pulg = 2,54 cm 1Å = 10-8 cm = 10-10 m (*) 1 año luz (ly) es el espacio recorrido a la velocidad de la luz en un año.

2. Masa 1 kg = 103 g = 2,2 lb

1 y = 1 g = 10 –9 kg

1 lb = 454 g= 16onz

1 quilate = 2 . 10 –4 kg

1 onz = 28,35 g

1 ton USA = 2 000 lb

1 UMA = 1,6 x 10 –24 g = 1 u

1 ton UK = 2 240 lb

1 t = 103 kg = 1 Mg

1 dracma = 3 escrúpulos 1 arroba = 25 libras


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FÍSICA 1° - 2014 3. Volumen 1 galón USA = 3,785 l = 4 cuartos

1l = 103 ml = 103 cm3 = 1 dm 3

1 galón inglés = 4,546 l

1 barril = 42 l

1 galón Perú = 4 l (doméstico)

1 cuarto = 2 pintas

1 pie3 = 28,32 l = 7,48 galón USA 1 m3 = 103 l = 1 stereo (st)

4. Presión 1 bar = 105 Pa = 750 torr

1 atm = 1033 gf/cm2 = 1,033 kgf/cm2

1 atm = 1101 325 Pa

1 mmHg = 133,322 39 Pa

1 atm = 760 mmHg = 760 torr

1 pieza = 103 Pa

1 atm = 14,7 lb/pulg2 = 14,7 PSI

5. Energía 1 W.h = 3,6 x 103 J

1 BTU = 252 cal

1 e.V = 1,602 19 x 10 –19 J

1 kcal = 3,97 BTU

1 cal = 4,186 8 J

1 Megatón = 10 6 TON

1 erg = 100 nJ = 10 –7 J 1 k. gfm = 9,806 65 J 1 litro atmósfera = 101,328 J

6. Otras Equivalencias 1 Mx = 10 n Wb = 10 –8 Wb

1 c/s = 1 Hz 1 dyn = 10 uN = 10 –5 N 1 kgf = 9,806 65 N 1 ph = 10 klx = 10 4 lx 1 = 1 nt = 10 –9 T 1 Gs = 100 uT = 10 –4 T 1 sb = 10 kcd/m2 = 104 cd/m2 1 CV = 735,499 W 1 St = 100 mm2/s = 10 –4 m2/s


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FÍSICA 1° - 2014

CONVERSIÓN DE UNIDADES Se trata de realizar cambios de unidades y prefijos dentro de una misma magnitud, indicaremos dos métodos básicos que son el de sustitución y del factor unitario. 1. Método de Sustitución Consiste en sustituir directamente la unidad o prefijo no deseado por un equivalente de la unidad o prefijo deseado. Ejemplos: 1. Convertir E 

m .kg mi n

a

?

cm . g s

Resolución: Las equivalencias que usaremos para la conversión serán:

1 m = 102 cm 1 kg = 103 g 1 min = 60 s En la ecuación a convertir sería:

2

E 

72.10 .10 60

3

cm . g cm . g  12.10 4 s s

.

2. Convertir E  1152 km onz a 2 h

?

cm .lb 2

mi n

Resolución: Las equivalencias que usaremos para la conversión serán:

1 km = 105 cm 1 lb = 16 g 1 h = 60 min


 1

72

onz = 1/16 lb

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FÍSICA 1° - 2014

 10 5 cm 1 / 16 lb  1152. 105 . 1cm .lb km .onz E  1152  1152  h 2 602 .16 mi n2 60 mi n2 E 

1 152. 10.5 cm .lb

602 .16 mi n2

 2 .103

cm .lb 2

mi n

2. Método del Factor Unitario Se trata de aprovechar el factor unitario que poseen todas las cantidades, utilizaremos las siguientes reglas: a) En primer lugar sustituimos los factores unitarios por cocientes de igual valor. b) Cada cociente debe relacionar los símbolos deseados con los símbolos a cancelar (equivalencia). c) Finalmente se procede a la simplificación matemática, obteniéndose las unidades deseadas

Ejemplos: º

cm .bar A .Pa 1. Convertir E  108 a ? h s

Resolución: Las equivalencias que usaremos son: 1 Å = 10 –8 cm 1 bar = 105 Pa 1 h = 3 600 s Entonces en la ecuación tendremos:

108 . 10

5

º

º

A . Pa A .Pa  3 . 10 11 E  8 2 s 10 . 36 . 10 s


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FÍSICA 1° - 2014

EJERCICIOS BÁSICOS 1. Convertir 50 millas marinas a Km

2. Convertir 300 dm a hm

3. Convertir 3 600 cm a dam

4. Convertir 50 m 500 cm a dm

5. Convertir 7,94 m en centímetros

6. Convertir 12,56 Km a decámetro (dam)

7. Convertir en metro 5,4 dam.

8. ¿Cuál es el perímetro de un triángulo cuyos lados tiene 3,5m; 4,75 m y 5 m?


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FÍSICA 1° - 2014 9. Convertir: 64 000 mm2 a dm2

10. Convertir 0,2 hm2 + 6000 m2 a m2

11. Convertir 75 libras a kg.

12. Convertir 12 qq (quintal) a libras. (1 qq = 46 Kg)

13. Convertir 7,6 Kg a dag

14. Convertir 0,3080 Mg a hg

15. Convertir 0,37 m3 a litros (1 dm3 = 1 l)

16. Convertir 0,3 m3 a cm3

17. Convertir 0,007 dam3 a dm3


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FÍSICA 1° - 2014 18. Convertir 0,036 hm3 a m3

19. Convertir 6 h 25 min a min

20. Expresar 23 de octubre de 2013

ACTIVIDAD DE EVALUACIÓN Los siguientes ejercicios desarróllalos en el espacio en blanco que se ofrece, ten mucho orden y limpieza en la resolución de los mismos.

1. Un terreno de cultivo tiene 1,2 Km de largo por 850 m de ancho. Se vende a S/. 24,5 la hectárea ¿Cuánto costó el terreno?

2. Una cooperativa agraria tiene 6 ha 0,25 hm 2 a y 60 m 2 de tierra sin cultivar. Desea repartirlas entre sus 180 socios en partes iguales ¿Cuánto le toca a cada uno?


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FÍSICA 1° - 2014 3. Una sala rectangular de 8,5 m de largo por 3,8 m de ancho se desea enlocetar con piezas cuadradas de 20 cm por 20 cm ¿Cuántas losetas se necesitan?

4. Compré en un ambulante 12 m 60 cm de una cierta tela, a S/. 65 el metro. Cuando corté la pieza para confeccionar vestidos me di cuenta que el metro empleado por el ambulante fue defectuoso y sólo medía 96 cm ¿Cuánto perdí?

5. Patricio ha recorrido 2,54 Km en microbús; 880,8 m en triciclo y 22 dm a pie ¿Cuántos metros en total ha recorrido Patricio?

6. Pedro demora en ir a su colegio 18 minutos y Elena 21 minutos ¿Cuántos segundos más demora Elena?

7. Expresar en litros 8 dm 3 más 2 500 cm3

8. ¿Cuántos días y meses hay desde el 5 de agosto al 27 de noviembre del presente año?


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EJERCICIOS PARA REFORZAR La resolución de los mismos desarróllalos en tu cuaderno.

Convertir 0,007 m3 a cm3 Convertir 2,5 Km2 a hm2 Convertir: 0,008 m2 a cm Convertir 780 000 dm2 a dam2 Expresar 3 de la tarde con ocho minutos El peso de un objeto en la Luna es 0,16 veces su peso en la Tierra. Si el peso lunar de un objeto es 11,3 N ¿Cuál es su peso en la Tierra? 7. ¿Cuál es el perímetro de un triángulo cuyos lados tienen 3,5 m; 4,75 m y 5 m? Dar la respuesta en cm 8. El “año” de Marte es 1,9 veces el año terrestre ¿Cuántos “años” de Marte son 18,05 años terrestres? 9. Convertir 2,14 m a cm 10. Convertir 0,01 m3 a cm3 11. El diámetro de Marte es 0,53 veces el de la Tierra, si el diámetro de la Tierra es 12 683 Km. ¿Cuál es el diámetro de Marte? 12. La velocidad de un cohete para abandonar la Tierra es 12 Km/s; para abandonar Marte 0,64 Km/s menos que la mitad de la velocidad para abandonar la Tierra ¿Cuál es ésta velocidad? 13. Pedro compra 1,68 hm de cable a S/. 0,25 el metro ¿Cuánto pagó en total? 14. Si el largo de una carpeta es de 1m 12 cm. Su longitud en cm es: 15. ¿Cuántos pasos dará un hombre para recorrer una cuadra (100 m), si en cada paso avanza 50 cm? 16. Un conejo avanza 3 dam 5 m, ¿Cuántos decímetros avanza? 17. Se quiere repartir 0,56 hm 2 entre cuatro personas, ¿Cuántos m 2 le corresponde a cada uno? 18. Tres lotes de terreno tienen las áreas siguientes 2,500 m 2; 2,5 hm2 y 0,25 dam2, ¿Cuál es el mayor? 19. En un depósito hay 260 sacos de arroz de 25 Kg cada uno y 450 sacos de 50 Kg cada uno, ¿Cuántas toneladas métricas de arroz hay almacenado? (1TM = 1000 Kg) 20. Un terreno tiene 35 m de largo por 8,4m de ancho. Se vende a S/. 14 112 ¿A cuánto sale el metro cuadrado de terreno? 1. 2. 3. 4. 5. 6.


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ACTIVIDADES DE AMPLIACIÓN 1. Completa los cuadros: Múltiplos

Sub Múltiplos

Exa Peta Tera Giga mega Kilo Hecto Deca

deci centi mili micro nano Pico femto atto

Magnitud fundamental

Unidad de base

Símbolo m kg S mol K A cd

2. Reducir:

  tera  peta  exa S  centi mili giga deca     

1

31

3. Reducir:

Q

35

T  M  da cP Gm 


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FÍSICA 1° - 2014 4. Convertir 25000000 microwatts a megawatts.

5. Convertir 0.000000275 exámetros a pícometros.

6. Reducir:

atto  pica  mega Q centi  nano  deci

7. Convertir 2000000 picometros a decámetros.

8. Hallar la longitud, en pulgadas que se obtiene al juntar en línea recta, una a continuación de otra dos millones de moléculas esféricas idénticas de radio(R = 5.08 A)


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FÍSICA 1° - 2014 9. ¿Cuántos attolitros de pintura se requiere para llenar la mitad de un cubo de 20 Angstroms de arista?

10. Convertir 40m/s a km/h

11. Convertir 200 miligramos (mg) a gramo (g)

12. Convertir 125 milímetros (mm) a centímetros (cm).

13. Convertir 2600 metros (m) a kilómetros (km)

14. Convertir 25 pulgadas (pulg) a centímetros (cm). Dato: 1 pulg = 2,54cm

15. Convertir 0,025 litros (l) a mililitros (ml)


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TRABAJO PARA EL CUADERNO 1. Convertir 7.10 –5 centímetros (cm) a nanómetro (nm) 2. ¿Cuántos gramos de aceite están contenidos en 800 ml de aceite? Dato: Daceite= 0,8g/ml 3. Escriba en notación científica el número 1200.10 –30 4. Escriba en notación científica el número 2200000.10 –3 5. Efectuar la suma y expresarlo en notación científica: 2200 + 350 6. Efectuar la suma y expresarlo en notación científica: 22.10 3 + 0,8.103 7. Representar en notación científica 9500000000m. 8. Expresar: 8.5m en: um 9. ¿Cuántos nano segundos tiene una hora? 10. Si la distancia entre carbono – carbono en el benceno tiene una longitud de 0,14nm. ¿Cuál es su perímetro en Gm? 11. Un aparato transmisor tiene una masa de 1000 picogramos. Expresar en gramos. 12. Si en un kilogramo de agua se encuentra 0.00000001kg de cierto contamínate. ¿A cuántos nanogramos corresponde? 13. En el proyecto Hermes en el cual se colocara en una órbita de la tierra un transbordador para 3 astronautas, se estima que la masa en órbita de esta nave será de 22000000000 mega gramos. Expresar este valor en kilogramos. 14. ¿Cuántos attometros existen en 5 peta metros? 15. ¿Cuál es el costo en dólares de 6 litros de un reactivo químico (d = 0.8 g/cm 3) que se vende a 1,8 dólares en kilogramos?


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ACTIVIDADES PARA RAZONAR Los siguientes ejercicios desarróllalos en el espacio en blanco que se ofrece, ten mucho orden y limpieza en la resolución de los mismos.

0

1. El diámetro de un átomo de helio es aproximadamente 2 A ¿Cuántos átomos de helio uno al lado de otro habrán, en una barra de un metro de longitud?

2. Calcular el valor de “S” en cm

S  44



0

 A

km



kg

3. Convertir 1,56 pie3  s a l  min


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FÍSICA 1° - 2014

TEMA: CONOCIENDO LA TIERRA Y EL UNIVERSO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

El movimiento consiste en un giro de nuestro planeta entorno al sol. La tercera capa de la atmósfera. Es el hecho de determinar en el horizonte la dirección de los puntos cardinales. Son líneas imaginarias que cruzan la superficie de la tierra en dirección vertical y horizontal. 5. Son círculos mayores que pasando por los polos dividen también a la tierra. 6. Es uno de los círculos polares que corresponde al hemisferio norte. 7. La órbita descrita por la tierra en su movimiento de revolución alrededor del sol. 8. Son astros que brillan con luz propia. 9. Son astros que reflejan la luz del sol. 10. Formado por una masa que tiene densidad semejante a los cuerpos líquidos y sólidos. 11. Son círculos menores trazados paralelamente al ecuador. 12. Cuál es el tercer planeta en el sistema planetario. 13. Comúnmente llamado cielo es el inmenso espació, que nos rodea. 14. El planeta más pequeño en el sistema solar. 15. Es el tiempo que emplea la tierra en pasar de un equinoccio a un solsticio y viceversa. 16. Es la masa de aire que rodea la tierra. 17. Cuál es el mineral más duró que existe en la naturaleza. 18. Son porciones inmensas de tierra que sobresalen mucho en el terreno. 19. Es una parte del volcán, se dice que es la terminación de la chimenea ó abertura. 20. Son representaciones gráficas de la tierra. 1. 2. 3. 4.


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El origen del Universo Conocer el origen del Universo es una cuestión que ha fascinado a todas las civilizaciones desde los tiempos más remotos. Cada religión antigua tiene una diversa interpretación sobre la manera como brotó. En la actualidad, se cree que el cosmos se originó hace unos 15 000 millones de años con una gran explosión y desde entonces se ha ido expandiendo hasta alcanzar su tamaño y forma actual. Esta teoría se conoce como la gran explosión o teoría del Big Bang. Luego de la explosión toda la materia estaba constituida por partículas elementales (protones, neutrones electrones, quarks, neutrinos etc.) con una gran cantidad de energía. Las partículas se fusionaron y formaron átomos y moléculas y luego toda la materia que hasta hoy se conoce debido al enfriamiento del Universo. Se piensa que este proceso de enfriamiento continúa en la actualidad.

La evolución del Universo El Universo en que vivimos no es estático, sino que va cambiando a lo largo del tiempo. El estudio de su evolución y sus leyes está a cargo de la cosmología, se basa en la teoría general de la relatividad propuesta por A. Einstein. El destino del Universo como conjunto depende de la densidad de materia que contiene. Por ello hay que identificar el mayor número posible de galaxias y calcular de alguna forma su masa. Actualmente, hay diferentes teorías que predicen un Universo que continuará expandiéndose para siempre o bien un Universo cíclico. Según esta última versión, llegará un momento en que las galaxias dejen de alejarse unas de otras para comenzar a acercarse entre sí hasta llegar a un estado análogo al que había en el momento de la "gran explosión".

Las galaxias Las galaxias son enorme agrupaciones de estrellas, gas y polvo. Nuestro Sistema Solar está inmerso en una galaxia llamada Vía Láctea.

Los cúmulos de galaxias Las galaxias también se agrupan para formar estructuras aún mayores: los cúmulos galácticos. La Vía Láctea se encuentra en el cúmulo de galaxias llamado Grupo Local, que también engloba a la galaxia de Andrómeda, a las Nubes de Magallanes y a varias decenas de galaxias más. Las galaxias de un cúmulo se mantienen unidas gravitacionalmente. A su vez, los cúmulos de galaxias pueden agruparse en supercúmulos para formar estructuras aún mayores. El Grupo Local pertenece al supercúmulo de Virgo. Entre unos cúmulos de galaxias y otros hay grandes regiones del espacio completamente vacías.

Las galaxias activas Se conoce con el nombre de galaxias activas a una serie de objetos celestes que emiten muchísima energía. Algunos ejemplos de galaxias activas son los cuásares. Los cuásares emiten una gran cantidad de energía en forma de loa radiación ultravioleta, ondas de radio, etcétera. Estos objetos son los más lejanos que se conocen: algunos de ellos están a una distancia de varios miles de millones de años luz de la Tierra.

La Vía Láctea La Vía Láctea es una galaxia espiral que contiene unos 200 000 millones de estrellas. Las estrellas de la Vía Láctea se mueven alrededor del centro galáctico. El Sol, por ejemplo, se mueve en torno a él con una velocidad de 220 km/s, lo que significa que tarda 225 millones


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FÍSICA 1° - 2014 de años en dar una vuelta completa. La estructura espiral de nuestra galaxia es complicada de observar, ya que no podemos verla desde el exterior.

Las estrellas Las estrellas son cuerpos celestes gaseosos de grandes dimensiones en cuyo interior se producen reacciones que provocan la emisión de una gran cantidad de energía al espacio exterior. Las estrellas tienen un núcleo donde se producen las reacciones nucleares. Estas reacciones son la causa de la emisión estelar de luz y calor. El tamaño de las estrellas es muy variable. Las estrellas más grandes se llaman super gigantes, y las más pequeñas, enanas. El Sol es una estrella enana de color amarillo.

Origen de las estrellas Las estrellas nacen a partir de restos de gases interestelares que se van agrupando. La masa de estos gases se va concentrando y calentando, hasta que llega un momento en que la temperatura del interior es suficientemente alta como para que se inicien reacciones nucleares. Una vez que han comenzado las reacciones nucleares en el interior estelar, la estructura de la estrella va cambiando a lo largo de muchos millones de años. El destino final de las estrellas depende de su masa. Las estrellas de poca masa, como el Sol, se apagan lentamente cuando han consumido su combustible, pero en las estrellas de gran cantidad de masa se producen fenómenos muy violentos que liberan una gran cantidad de energía, como ocurre en las explosiones de supernovas.

EL SISTEMA SOLAR El Sol El Sol es una estrella amarilla enana, compuesta principalmente por hidrógeno (71%) y helio (27%). Comparado con el de la Tierra, el volumen del Sol es enorme -aproximadamente 1 300 000 veces el volumen terrestre- y su masa mide 332 946 veces la masa de nuestro planeta. Como la Tierra, el Sol tiene un movimiento de rotación. El giro del Sol sobre sí mismo dura veinticinco días. En él se pueden reconocer las siguientes partes: la corona, la cromosfera, la fotosfera, la zona de convección, la zona radiactiva y el núcleo. Se calcula que la edad del Sol es de unos 5000 millones de años y que continuará brillando durante otros 5000 millones de años más. Al final de su evolución, el Sol crecerá y se convertirá en una estrella gigante roja para, posteriormente, colapsar y dejar de brillar.

Los planetas Además de la Tierra los planetas que forman el Sistema Solar son Mercurio, Venus, Marte, Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno y Plutón. Todos describen órbitas elípticas alrededor del Sol, y muchos de ellos tienen satélites.

La luna: el único satélite de la Tierra La Luna está a 380 000 km de distancia de la Tierra. Es un satélite de gran tamaño: su diámetro mide 3475 km y su volumen es cincuenta veces menor que el de la Tierra. En su superficie, las oscilaciones de temperatura son muy altas: de día ésta puede superar los 130 °C, y de noche descender hasta los -170 °C. La influencia de la Luna en nuestro planeta es notable. Un importante efecto de la presencia de la Luna es la luz y el calor que ésta refleja sobre la Tierra. Otro es el efecto de su fuerza de atracción sobre las mareas.


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FÍSICA 1° - 2014

Cometas, asteroides y meteoritos Los cometas. En 1994, los medios de comunicación informaron sobre el choque del cometa Shoemaker-Levy contra Júpiter. En 1986, el cometa Halley pudo observarse desde la Tierra. El paso del cometa Halley por las proximidades de nuestro planeta es un hecho que se repite cada 76 años. La aparición de un cometa ha sido observada con recelo desde la antigüedad. Según algunos astrónomos, los cometas son astros compuestos por una mezcla de agua, amoniaco, metano, anhídrido carbónico, polvo y residuos de meteoritos. Cuando un cometa se acerca al Sol, se forma en él una cola recta y fina que puede llegar a medir hasta 100 millones de kilómetros de longitud. Esta cola se desarrolla en el lado opuesto al Sol. Los asteroides y meteoritos. Los asteroides son cuerpos astrales que, por lo general, están ubicados entre Marte y Júpiter. Los meteoritos son trozos de asteroides o de cometas que caen a la Tierra. Los asteroides más grandes pueden tener varios cientos de kilómetros de diámetro, mientras que los meteoritos pueden ser de tamaños muy diversos: desde pequeñas partículas similares a un grano de arena hasta enormes masas de varias decenas de metros de diámetro. Los asteroides más grandes -como Ceres, que tiene 780 kilómetros de diámetro-, se comportan casi como los planetas y tienen una órbita estable alrededor del Sol. Los más pequeños, por el contrario, son mucho más parecidos a los meteoritos.

La historia de la tierra La historia de la Tierra está dividida en eras geológicas. Combinando técnicas de datación del tiempo se ha podido establecer una serie de eras que son, de las más antiguas a la más moderna, la era arcaica, la era primaria, la secundaria, la terciaria y la cuaternaria.

ACTIVIDAD 1. Completa el mapa conceptual.

Universo

Estrella

Galaxia Emiten rayos X

Sistema Solar

L O S


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DINÁMICA DE LA TIERRA LOS MOVIMIENTOS DE LA TIERRA La Tierra se desplaza en el espacio por medio del movimiento de traslación y del movimiento de rotación.  El movimiento de rotación La Tierra efectúa su movimiento de rotación alrededor de una línea imaginaria llamada eje terrestre; emplea 24 horas en dar una vuelta completa alrededor de su eje. El eje terrestre pasa por el centro del planeta y su intersección con la superficie terrestre determina dos puntos imaginarios denominados polos.  El movimiento de traslación El movimiento de traslación consiste en un giro de nuestro planeta en torno al Sol. Este giro describe una órbita elíptica que tarda 365 días y 5 horas y 48 minutos en dar una vuelta completa alrededor del Sol. El movimiento de traslación determina dos fenómenos: las estaciones y la duración desigual de los días y las noches.  Las estaciones: solsticios y equinoccios El año se divide en cuatro estaciones. Cada estación comienza con un equinoccio o un solsticio. Los equinoccios son los días del año en los que la duración de los días y las noches es igual. Esto sucede alrededor del 23 de setiembre y del 20 de marzo. Los solsticios son los días del año en los que la diferencia de duración del día y de la noche es máxima. Esto sucede alrededor del 21 de junio y el 21 de diciembre.

La diferencia de temperatura entre invierno y verano no se debe a la distancia entre la Tierra y el Sol, sino a la inclinación de la Tierra, que hace que los rayos del Sol incidan directamente sobre algunos lugares e indirectamente sobre otros. El Sol y los climas Los rayos del Sol no calientan todas las zonas de la Tierra por igual. En las zonas cercanas al ecuador, los rayos caen perpendicularmente a la superficie y la calientan con mucha eficacia; en cambio en los polos caen oblicuamente y calientan menos. Este hecho hace que en la Tierra podamos distinguir cinco zonas climáticas: una zona cálida, entre el Trópico de Cáncer y el de Capricornio; dos zonas templadas, al norte y al sur d e las anteriores, y dos zonas frías, que corresponden a los Círculos Polares Ártico y Antártico. LAS CAPAS EXTERNAS DE LA TIERRA La Tierra está constituida por tres capas externas: la atmósfera, la hidrosfera y la litosfera.  La atmósfera La atmósfera es la envoltura gaseosa de la Tierra. Está formada por una mezcla de gases, principalmente nitrógeno y oxígeno: en la zona próxima a la superficie hay 78% de nitrógeno y del 21 % de oxígeno. El 1 % restante está formado por dióxido de carbono, vapor de agua y algunos gases nobles. Además, se sabe que en los diez primeros kilómetros, la composición del aire permite la respiración de los seres vivos. La importancia de la atmósfera para el desarrollo de la vida en la Tierra se debe principalmente a tres factores: contiene oxígeno, elemento que permite la respiración; filtra los rayos solares evitando que radiaciones como la ultravioleta nos dañen, y regula


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la temperatura, impidiendo los grandes contrastes entre las temperaturas diurnas y nocturnas. Las capas de la atmósfera La troposfera es la capa más baja y agitada de la atmósfera: alcanza una altura aproximada de 12 a 15 km. En la troposfera se originan las corrientes de aire, las variaciones de temperatura y otros fenómenos meteorológicos, como, por ejemplo, las nubes, lluvias y tormentas. A medida que se asciende en la troposfera, su temperatura desciende 6,5 °C cada 1000 metros. La estratosfera está constituida por capas de aire con poco movimiento vertical. Casi siempre el aire está en perfecta calma. La estratosfera tiene un espesor de unos 50 km. A una altura aproximada de 40 km se encuentra la máxima concentración de ozono, gas que forma una especie de cinturón protector denominado ozonosfera. El ozono es una molécula formada por tres átomos de oxígeno. Cuando las moléculas de oxígeno absorben los rayos ultravioletas procedentes del Sol, se transforman en ozono. La capa de ozono nos protege de aquellas radiaciones procedentes del cosmos que resultan nocivas para la vida. Por encima de la estratosfera se desarrolla la mesosfera. Ésta se extiende desde la estratosfera hasta unos 80 o 90 km de altura. Aunque es mucho menos densa que la estratosfera, se la considera parte de la atmósfera. La ionosfera o termosfera es una capa muy caliente y está compuesta principalmente por iones producidos por la energía procedente del Sol y de las estrellas. Esta capa llega hasta los 600 km de altura. Los iones permiten la transmisión de ondas radioeléctricas, que se reflejan en esta capa y vuelven a la Tierra. En la ionosfera se producen también fenómenos electromagnéticos, como las auroras boreales y australes. La exosfera es la última capa, de límites difusos, pues paulatinamente se pierden en ella las características físico-químicas del aire, hasta llegar al espacio interplanetario.

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La hidrosfera La hidrosfera es la capa de agua que cubre la superficie terrestre. Casi el 98% de la hidrosfera corresponde a las aguas saladas de los océanos, y el resto, a las aguas "dulces" (los ríos y lagos, aguas subterráneas y glaciares). Las aguas saladas ocupan grandes depresiones de la superficie terrestre y conforman los océanos. En las fotos de la Tierra, vista desde el espacio, el color azul de los océanos es predominante, ya que éstos cubren las tres cuartas partes de la superficie terrestre. Por eso, la Tierra se conoce como "el planeta azul".

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La litosfera La litosfera es la capa sólida de la Tierra, y está en contacto con la hidrosfera y la atmósfera. Sobre ella se desarrolla la vida. Externamente esta capa se presenta a nuestros ojos como un agregado de rocas formadas por diversos minerales. Esta capa de rocas tiene un espesor variable. En los continentes es más gruesa y elevada, mientras que en el piso de los océanos es más delgada. Tiene un espesor que varía entre 70 y 150 kilómetros, y flota sobre el resto del manto, que es fluido y flexible.


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FÍSICA 1° - 2014 El interior de la Tierra Para conocer el interior del planeta, el hombre se ha valido de métodos directos como las perforaciones- y de métodos indirectos, entre ellos el estudio de los materiales terrestres que llegan a la superficie durante las erupciones volcánicas o el uso de sismógrafos. La Tierra es un gigantesco cuerpo esférico de roca. No es homogéneo, sino que está formado por tres capas concéntricas de distinta densidad y estructura: el núcleo (en el centro), el manto (situado en la zona intermedia), y la corteza (en el exterior). 

El núcleo terrestre El núcleo terrestre es la capa interna de la Tierra. Se cree que es básicamente metálico y que está constituido por hierro y, en menor medida, por níquel. Mide unos 3470 km de radio.

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El manto terrestre El manto es la capa intermedia de la Tierra. Está compuesto por rocas que se encuentran a gran temperatura y sometido a mucha presión. Es una capa líquida que fluye lentamente bajo diferencias de temperatura. Esta plasticidad permite que se formen corrientes dentro del manto. Así, la mayor temperatura de las partes profundas de esta capa hace que las rocas se dilaten y asciendan hasta la superficie, para luego, al enfriarse, volver a descender. Este movimiento se conoce como "corriente de convección" del manto, e influye de manera importante en fenómenos como los sismos y la formación de montañas y volcanes. El manto se extiende desde el límite de la corteza hasta los 2900 km de profundidad.

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La Corteza Terrestre La corteza es la capa más superficial dé la Tierra. Su espesor puede alcanzar dé 5 a 70 km, según la zona del planeta examinada. La corteza que forma los continentes se denomina "corteza continental", y la que se encuentra por debajo dé los océanos, "corteza oceánica". La corteza oceánica es mucho más delgada qué la continental: tiene un espesor aproximado de 5 a 7 km. La corteza continental puede alcanzar entre 30 y 70 km de profundidad.

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Capas de la corteza terrestre Por su composición química, la corteza terrestre presenta dos capas: la corteza superior y la corteza inferior. La corteza superior está constituida principalmente por rocas entre las que abundan él silicio (Si) y él aluminio (Al), razón por la cual ésta capa se conoce como sial. En la corteza continental ésta capa puede alcanzar los 40 kilómetros de espesor, pero en la corteza oceánica es muy delgada, e incluso puede faltar: La corteza inferior está formada por compuestos dé silicio (Si) y magnesio (Mg), razón por la cual ésta capa se conoce como sima.

Terremotos y volcanes Un terremoto consiste en la repentina liberación de energía provocado por el movimiento de grandes masa de rocas. Las erupciones de los volcanes, verdadera montañas de fuego que estallan arrojando ríos de lava y gases ardientes, se producen generalmente en los bordes de las placas, donde las rocas fundidas del manto aprovechan las fisuras para salir a presión a la superficie. Todo mecanismo o proceso que tenga que ver con los volcanes se denomina “Vulcanismo”


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FÍSICA 1° - 2014 Material Terrestre: Las rocas A pesar de que casi siempre las rocas están cubiertas por el suelo o por el agua, todos hemos visto una roca alguna vez. La corteza terrestre está formada por rocas, que están constituidas por minerales. Los minerales son compuestos inorgánicos, naturales, con características físicas y químicas definidas. Así, por ejemplo, el mineral cuarzo siempre es dióxido de silicio (Si02) y tiene la propiedad de ser duro. Hay minerales formados por un solo elemento, como el oro, y otros formados por dos o más elementos, como la calcita, compuesta de calcio, carbono y oxígeno. En cambio las rocas siempre están formadas por la asociación natural de dos o más minerales. Por ejemplo, el mármol es una roca compuesta por la calcita y la dolomita. La mayoría de las rocas de la corteza terrestre están formadas por silicatos, que son minerales compuestos por óxidos de silicio y otros elementos. 

Clases de rocas De acuerdo con el proceso de formación, las rocas pueden ser ígneas, sedimentarias o metamórficas. Las rocas ígneas, llamadas también eruptivas o magnéticas, se forman por el ascenso y el enfriamiento de materiales fundidos (magma) procedentes del manto, que, al llegar a la superficie, se solidifican. El granito y el basalto son rocas ígneas. Una forma de clasificar a las rocas ígneas es tomando en cuenta el porcentaje de sílice de su composición. Las rocas ígneas con alto porcentaje de sílice se denominan ácidas -como el granito- y las que tienen bajo porcentaje de sílice se denominan básicas -como el gabro y el basalto. Las rocas sedimentarias se forman de la desintegración de otras rocas cuyos fragmentos son transportados por agentes erosivos, como el agua y el viento, a otros sitios en donde se depositan y comprimen. Las calizas y las areniscas son rocas sedimentarias. Las rocas metamórficas se forman a partir de rocas ígneas o de rocas sedimentarias que han sufrido cambios químicos por la acción de temperaturas y presiones elevadas. La pizarra y el mármol son rocas metamórficas.

ACTIVIDAD 1. Con la ayuda de tu profesor elabora un cuadro informativo relacionado a los planetas respecto a la distancia media del sol, su diámetro, tiempo de traslación y rotación. 2. ¿Qué son los agujeros negros? 3. Elabora un cuadro relacionado a las estrellas y su distancia de la tierra. 4. ¿Por qué hay climas diferentes? 5. Explica de forma detallada el fenómeno del “niño” 6. ¿Qué son las aguas subterráneas? 7. Define: humedad. 8. ¿Cómo se clasifican las nubes? 9. ¿Qué son las precipitaciones? 10. Elabora un esquema que indique la estructura de la tierra. 11. El elemento geoquímico que se encuentra en mayor concentración en la corteza terrestre es el: a) Fierro b) Aluminio c) Oxígeno d) Sílice e) Oro PRIMER AÑO DE SECUNDARIA

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