MATERIA Es todo aquello que tiene masa y ocupa un espacio. ESTADOS FÍSICOS DE LA MATERIA Se clasifica según su organización molecular y velocidad en sólidos, líquidos y gaseosos. PROPIEDADES DE LA MATERIA Son las características que nos permiten reconocer con exactitud la materia. 1.- Propiedades comunes: masa, volumen y temperatura.
Masa: cantidad de materia que posee un cuerpo. Volumen: cantidad de espacio que ocupa un cuerpo. Temperatura: cantidad de temperatura que posee un cuerpo.
2.- Propiedades no comunes: punto de fusión, punto de ebullición, solubilidad.
Punto de fusión (fundición, derretimiento): es el paso de sólido a líquido a una temperatura determinada; agua 0°, plomo 327°, hierro 1532°. Punto de ebullición (hervir): es el paso de líquido a gaseoso a una temperatura determinada; agua 100°, plomo 1750°, hierro 2750°. Solubilidad: propiedad que tiene una sustancia de disolverse en otra. Soluto es la materia que se disuelve; solvente es la materia donde se disuelve un soluto. CAMBIOS DE ESTADOS DE LA MATERIA Se dan cuando hay absorción o pérdida de calor.
1.- Cambios de estados progresivos (absorción de calor): fusión, vaporización, sublimación.
Fusión: sólido a líquido. Vaporización: líquido a gaseoso (ebullición). Sublimación: sólido a gaseoso sin pasar por líquido (hielo seco).
2.- Cambios de estados regresivos (pérdida de calor): solidificación, condensación, sublimación regresiva.
Solidificación: líquido a gaseoso. Condensación: gaseoso a líquido (licuefacción o licuación). Sublimación regresiva: gaseoso a líquido sin pasar por líquido (cristalización).
FUERZAS INTERMOLECULARES Son las fuerzas de atracción o repulsión causante de choques entre las moléculas y del movimiento dentro de la materia. Tenemos: cohesión, adhesión y tensión superficial.
Cohesión: fuerza de atracción intermolecular que actúa entre moléculas iguales de un material y las mantiene unida; es contraria a la fuerza de repulsión. Adhesión: fuerza de atracción intermolecular que actúa entre dos sustancias diferentes que están en contacto (rocío, suela de zapato y pega, empapar (pañales, telas, galletas) Tensión superficial: fuerza de atracción intermolecular que actúa en la superficie de un líquido; las moléculas de la superficie de los líquidos tienen atracción hacia abajo más fuerte, esto produce una tensión en su superficie (insectos sobre el agua, aguja sobre el agua). CUADRO COMPARATIVO ESTADOS DE LA MATERIA
PROPIEDADES
SÓLIDO
FORMA
Definida
VOLUMEN
Definido
ORDENAMIENTO DE Muy unidas MOLÉCULAS ordenadas ESPACIOS Escasos INTERMOLECULARES MOVIMIENTO MOLECULAR
Muy restringido
FUERZA DE COHESIÓN
Muy fuerte
FUERZA DE REPULSIÓN
Escasa
LÍQUIDO Definida por envase
GASEOSO el Definida por el envase Definido por el Definido envase y Algo separadas Muy separadas y pero ordenadas desordenadas Mayores que en los Muy amplios sólidos Pueden moverse Muy amplio y con cierta facilidad rápido (fluidez) Igual intensidad que la fuerza de Escasa repulsión Igual intensidad que la fuerza de Muy fuerte atracción
MATERIALES Y MEZCLAS Materiales son las diversas clases de materia y pueden ser sencillos o compuestos; pueden presentar cambios físicos o químicos. CAMBIOS FÍSICOS
CAMBIOS QUÍMICOS
Las sustancias no se alteran, ni cambian sus propiedades No aparecen sustancias nuevas Los cambios no son permanentes y son reversibles No desprende luz ni calor
Las sustancias se alteran y cambian sus propiedades Aparecen sustancias nuevas Los cambios son permanentes e irreversibles Se desprende luz y calor
Evidencias de un cambio químico: se compara el estado inicial con el estado final y se puede evidenciar:
Desprendimiento de luz y calor (combustión, cenizas, CO2). Desprendimiento de un gas (fermentación). Cambio de color y olor (putrefacción). Formación de un precipitado (sedimento tras el reposo de una disolución). SUSTANCIAS SIMPLES Y COMPUESTAS
1.- Simples: aquellas que no se pueden descomponer por procesos químicos, son los elementos (hierro, oxígeno, nitrógeno, mercurio, carbono, hidrógeno). 2.- Compuestas: aquellas que se descomponen por procesos químicos, o sea, experimentan un cambio químico y resulta de una combinación de 2 o más elementos (agua= oxígeno + hidrógeno, dióxido de carbono=carbono + oxígeno). MEZCLAS Combinación de dos o más sustancias, donde no ocurre una reacción química y cada sustancia mantiene su identidad y propiedades; puede ser usualmente separada a sus componentes originales por medios físicos: destilación, disolución, separación magnética, flotación, filtración, decantación o centrifugación (arena con limaduras de hierro) Tipos de mezclas: homogéneas y heterogéneas. 1.- Mezclas homogéneas: mezclas de apariencia uniforme y de composición completa; comúnmente son llamadas disoluciones. Las partículas de estas son tan pequeñas que no es posible distinguirlas visualmente sin ser magnificadas. Existen cinco tipos de mezclas homogéneas que son:
Sólido - sólido (aleaciones): hierro y carbono= acero; acero y cromo= acero inoxidable; cobre y estaño= bronce; cobre y zinc= latón; oro y otro metal blanco (plata o níquel) = oro blanco; oro y cobre= oro rosado. Sólido-gas: polvo en aire Líquido – sólido: agua y sal. Líquido – líquido: agua y alcohol. Gas – líquido: rocío (agua líquida en aire) Gas – gas: aire (nitrógeno y oxígeno)
2.- Mezclas heterogéneas: mezclas compuestas de sustancias visiblemente diferentes, o de estados diferentes, que presentan un aspecto no uniforme; se distinguen dos tipos de mezclas de acuerdo al tamaño de sus sustancias:
Mezclas gruesas: el tamaño de las partículas es apreciable, por ejemplo: las ensaladas, granito, hormigón. Suspensiones: formada por un sólido que se dispersa en un líquido; las partículas se depositan con el tiempo, por lo general tiene la leyenda "agítese bien antes de utilizar" (medicamentos, aceite con agua, agua con talco, agua turbia, jugo de frutas). MOVIMIENTO
Es el cambio de posición de un cuerpo respecto a un punto considerado fijo a medida que transcurre el tiempo; todo está en movimiento o en aparente reposo. Un cuerpo u objeto en movimiento se le denomina móvil. ELEMENTOS DEL MOVIMIENTO Trayectoria, dirección, sentido, distancia y tiempo:
Trayectoria: es el conjunto de puntos que sigue un cuerpo en movimiento, es una línea; nos indica el camino por donde pasó el móvil en su recorrido. Dirección: es la recta imaginaria que pasa por los puntos de partida y llegada del móvil; vertical-horizontal-oblicua. Sentido: es hacia donde se dirige el móvil; ascendente-descendente, izquierdaderecha, norte-sur-este-oeste.
De esta forma, tenemos que: 1.- Dirección vertical y sentido ascendente-descendente: indica que un móvil se desplaza hacia arriba o hacia abajo (sube o baja). 2.- Dirección horizontal y sentido izquierda-derecha: indica que un móvil se desplaza horizontalmente hacia uno de los lados.
3.- Dirección oblicua y sentido norte-sur-este-oeste: indica que un móvil se desplaza según los puntos cardinales.
Tiempo: diferencia entre el tiempo que termina un movimiento y el tiempo en que comenzó; se expresa en segundos, minutos y horas. Distancia: es la longitud del movimiento; se expresa en kilómetros, metros, centímetros. CLASIFICACIÓN DE LOS MOVIMIENTOS Se clasifican por su referencia, trayectoria y naturaleza.
1.- Según su referencia: absoluto y relativo.
Absoluto: si existe un punto de referencia fijo. Relativo: si el sistema de referencia se mueve.
2.- Según su trayectoria: rectilíneo y curvilíneo.
Rectilíneo: si su trayectoria es una línea recta. Curvilíneo: si su trayectoria es una línea curva; puede ser circular, parabólico o elíptico.
3.- Según su naturaleza: uniforme y variado, tomando en cuenta la distancia y el tiempo.
Uniforme: el móvil recorre distancias iguales en tiempos iguales. Variado: las distancias recorridas son diferentes pero los tiempos iguales. FUERZA
Es toda causa capaz de producir o de modificar un movimiento o de transformar los cuerpos; se mide con el dinamómetro y su unidad se expresa en Newton (N). EFECTOS DE UNA FUERZA
Estático: deformación del objeto Dinámico: movimiento o aceleración MÁQUINAS
Son cuerpos o sistemas que transforman una energía en trabajo útil, disminuyen el esfuerzo necesario para realizar un trabajo. MÁQUINAS SIMPLES Transforman directamente la energía o el trabajo, ofrece una ventaja mecánica a partir de un pequeño esfuerzo físico; ejemplo: plano inclinado (trasladar un cuerpo por su
superficie), cuña (separar cuerpos), torno (elevar un cuerpo o sacar agua de un pozo), gato mecánico (elevar cuerpos muy pesados), molino (moler) palancas y poleas (elevar cuerpos). ELEMENTOS DE UNA MÁQUINA SIMPLE Punto de apoyo, potencia y resistencia.
Punto de apoyo: lugar fijo sobre el que descansa una palanca para que se pueda transmitir la fuerza que se ejerce sobre ella; generalmente es circular. También conocido como fulcro. Potencia: es la fuerza que se ejerce para vencer la resistencia. Resistencia: es la fuerza que hay que trasladar o vencer. También llamada carga. PALANCAS
Es la máquina simple más sencilla; consiste en una barra rígida apoyada en un punto que le permite rotar (punto de apoyo o fulcro); logra una fuerza mayor que la ejercida. Arquímedes (físico, matemático, inventor, ingeniero, astrónomo griego) dadme una palanca y moveré el mundo. CLASIFICACIÓN DE LAS PALANCAS Se clasifican según el orden de sus elementos (punto de apoyo, potencia y resistencia) en: 1er género, 2do género y 3er género.
1er género: punto de poyo se encuentra entre la potencia y la resistencia; ejemplos: tijera, alicate, balanza, sube y baja, tenazas. P A R 2do género: resistencia entre el punto de apoyo y la potencia; ejemplos: carretilla, cascanueces, destapador. A
R
P
3er género: potencia entre el punto de apoyo y la resistencia; ejemplos: caña de pescar, pinzas, brazo humano, tenedor. R
P
A
POLEAS Máquina simple formada por un disco móvil acanalado que gira alrededor de un eje; por el canal pasa un mecate, cable o cadena, el cual en uno de sus extremos lleva la resistencia y en el otro la potencia. Sirve para transmitir una fuerza.
PARTES DE UNA POLEA Llanta, cuerpo y cubo.
Llanta: zona exterior de la polea y su constitución es esencial, contiene la garganta. Cuerpo: pieza maciza cuando sean de pequeño tamaño. Cuando sus dimensiones aumentan, irán provista de brazos que generen la polea, uniendo el cubo con la llanta. Cubo: es el agujero cilíndrico que sirve para acoplar al eje. CLASIFICACIÓN DE LAS POLEAS
Según su desplazamiento en: fija y móvil.
Polea fija: no cambia de posición cuando gira; no ahorra esfuerzo, pero permite desplazar el cuerpo resistencia) con comodidad y aplicar la fuerza en una dirección más conveniente; se pueden considerar una palanca de 1er género. Polea móvil: son aquellas en las que un extremo de la cuerda se suspende de un punto fijo y que durante su funcionamiento se desplaza con la carga, en general, verticalmente; se necesita una fuerza igual a la mitad del peso del cuerpo. Se puede considerar como una palanca de 2do género.
Según su trabajo en: simples y polipastos.
Polea simple: es la misma polea fija
Polea compuesta: llamada también polipastos, es una combinación de poleas fijas y móviles. Son muy utilizadas en la construcción, muelles, industria pesada para levantar pesos considerables con poco esfuerzo.