19. Energía y Trabajo

  

¡Hola a todos! 🌟

Quiero recordarles hoy que son capaces de lograr todo lo que se propongan. Cada uno tiene un brillo único y un potencial infinito dentro de ustedes.🎯

✏ Escribe lo siguiente en tu cuaderno 📖

LA ENERGÍA 

La energía es la capacidad que tiene un cuerpo para producir cambios en otros cuerpos. La energía es la responsable de los cambios; en el S.I. la energía es una magnitud escalar y se mide en Joules (J).

Tipos de energía:

La energía mecánica se divide en energía potencial y en energía cinética, la energía potencial la adquieren los cuerpos que tienen posibilidad de lograr un movimiento estando este en reposo y la energía cinética es cuando el objeto ya se encuentra en movimiento.

Fórmulas:

Energía potencial: Ep = m * g * h

Donde:   m es la masa

                g es la gravedad

                h es la altura

Energía cinética: Ec = 1/2 * mv'2

Donde:    m es la masa

                 v es la velocidad

EL TRABAJO

El trabajo cuantifica la cantidad de energía transferida, es el producto de la fuerza aplicada.

Fórmulas de trabajo:   W = F⋅x (Joules: J)

                                        W = F⋅x⋅cos(θ)

Donde:    F es fuerza 

                x es el desplazamiento.

Tipos de trabajo:

1. Trabajo positivo: Cuando la fuerza y el desplazamiento están en la misma dirección.
2. Trabajo negativo: Cuando la fuerza y el desplazamiento están en direcciones opuestas.
3. Trabajo nulo: Cuando no hay desplazamiento, o la fuerza es perpendicular al desplazamiento.
   
   

Practiquemos lo aprendido 📝

Resuelve los siguientes problemas de acuerdo al tema visto

1. Una persona empuja una caja con una fuerza horizontal de 50 N sobre una superficie lisa. Si la caja se desplaza una distancia de 8 metros en la misma dirección de la fuerza, ¿qué trabajo se realiza?

2. Calcula la energía cinética de un carro con una masa de 1000 kg que viaja a una velocidad de 20 m/s.

3. Un objeto de 4 kg se encuentra en la azotea de un edificio a una altura de 15 metros. ¿Cuál es su energía potencial respecto al suelo? (Usa g = 9.8 m/s²).

4. Se aplica una fuerza horizontal de 50 N a una caja para moverla una distancia de 4 meetros sobre el suelo en línea recta. ¿Cuál es el trabajo realizado?

5. Se deja caer un objeto de 5 kg desde una altura de 10 metros. ¿Cuál es el trabajo realizado por la fuerza peso durante su caída? (Usa g = 9.8 m/s²).

6. Una persona jala un carrito con una fuerza de 80 N mediante una cuerda que forma un ángulo de 60° con la horizontal. Si el carrito se desplaza 5 metros, ¿cuánto trabajo se realiza?

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17. Principio de Huygens, Interferencia y Polarización

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"Lo más importante no es ser perfectos, sino dar siempre lo mejor". 🎯

 PRINCIPIO DE HUYGENS, LAS INTERFERENCIAS Y LA POLARIZACIÓN

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PRINCIPIO DE HUYGENS

El principio de Huygens-Fresnel establece que todo punto de un frente de ondas es a su vez una fuente de ondas esféricas, y las ondas secundarias que surgen de puntos diferentes interfieren constructivamente entre ellas. La suma de estas ondas es el nuevo frente de onda. 

Ilustración que representa el principio de Huygens-Fresnel. A la izquierda para un frente de ondas lineal y a la derecha para un frente de ondas esférico.

INTERFERENCIA

Las interferencias son fenómenos que ocurren cuando dos o más ondas se superponen entre sí. Dependiendo de cómo se combinan estas ondas, pueden producirse diferentes tipos de interferencias: constructiva, destructiva y general (o mixta).

Interferencia Constructiva:

Ocurre cuando las crestas de dos o más ondas coinciden entre sí, y las crestas y los valles se suman, resultando en una amplitud de onda resultante mayor.

Interferencia Destructiva:

Descripción: Ocurre cuando las crestas de una onda coinciden con los valles de otra onda, y las ondas se cancelan parcial o completamente.

                                            

                                                                                         

Interferencia General (o Mixta):

Es un término general que se refiere a cualquier combinación de interferencia constructiva y destructiva en una situación dada, lo cual genera ruido.

                                 POLARIZACIÓN

La polarización es una propiedad de la luz y otras ondas electromagnéticas que describe la orientación de las oscilaciones del campo eléctrico que forman la onda. Imagina que la luz, en lugar de viajar en todas direcciones, como lo hacen las ondas normales, viaja en una dirección específica o está limitada a oscilar solo en un plano determinado. Esto es lo que significa que la luz está polarizada.

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28. Nomenclatura de Aldehídos

 

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✏ Escribe lo siguiente en tu cuaderno 📖

Un aldehído es un compuesto orgánico que tiene el grupo funcional carbonilo (C=O) unido a un átomo de hidrógeno y a un radical alquilo o arilo (R-CHO). Siempre se ubican en el extremo de la cadena carbonada, y su nombre se forma cambiando la terminación "-ano" del alcano por "-al".

Algunos ejemplos son: 

NOMENCLATURA IUPAC: ALDEHÍDOS

• Selecciona la cadena principal: La cadena principal es la más larga que contiene el grupo funcional aldehído. La numeración se realiza de manera que el grupo funcional reciba el número más bajo posible.
• Identifica el grupo funcional: El grupo funcional de los aldehídos es el grupo aldehído (-CHO). Se le asigna el sufijo "-al".
• Numera la cadena principal: La numeración se realiza de manera que el átomo de carbono del grupo aldehído reciba el número más bajo posible.
• Nombra las ramificaciones: Si hay ramificaciones en la cadena principal, se nombran como sustituyentes utilizando prefijos como met-, et-, prop-, but-, etc.

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Practiquemos lo aprendido 📝

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31. Nomenclatura inorgánica - Sales Nautras

 

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5. Nomenclatura sales

Una sal es un producto de la reacción entre un ácido y una base (hidróxido), en esta reacción tambien se produce:

base + ácido = sal + agua

NaOH + HCl = NaCl + H2O

Tipos de sales:

Sales haloideas:

Son compuestos binarios formados por un metal y un no metal, sin ningún otro tipo de elemento. Estas sales se forman por la reacción de neutralización entre un ácido hidrácido (H + no metal) con un hidróxido (metal + OH)

Por ejemplo: NaOH + HCl = NaCl + H2O

Oxisales:

Las oxisales constituyen una clase de sal que surge cuando se combina un ácido oxácido (H + NM + O) y un hidróxido (metal + OH). El resultado de este vínculo se conoce como oxisal, oxosal o sal oxácida.

Por ejemplo: Mn(OH)2 + H2SO4 = MnSO4 + 2H2O

Clases de sales 

SALES NEUTRAS: resulta de la unión de un metal + anión 

Por ejemplo: CaCl2 = cloruro de calcio

                        Fe2(SO4)3 = sulfato férrico

Nomenclatura tradicional 
Para un estado de oxidación 
Nombre anión + de + nombre del metal
Ejemplo: LiF = Fluoruro de litio
Ejemplo: KNO3 = Nitrato de potasio

Para dos, tres o cuatro estados de oxidación 
Se utilizan los prefijos y sufijos (per - ico - oso - hipo)
Nombre del anión + nombre del metal con terminación 
Ejemplo: NiF₂ = Fluoruro niqueloso
Ejemplo: CrI₃ = Yoduro cromoso

Nomenclatura stock
Nombre anión + de + nombre del metal (estado de oxidación en numeros romanos)
Ejemplo: Au₂S = sulfuro de oro (I) 
Ejemplo: FeBr₃ = bromuro de hierro (III)

Practiquemos lo aprendido 📝

Nombra los siguientes compuestos de acuerdo a lo visto anteriormente:

1. AlCl3                            6. Rh(SO4)

2. K2S                              7. KNO3

3. CuCl                            8. AuPO4

4. Na3N                           9. Ge(ClO2)4

5. FeCl2                         10. V(NO3)5

27. Nomenclatura de Éteres

 

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Nomenclatura de Éteres

En química orgánica, un éter es un compuesto o grupo funcional formado por un átomo de oxígeno unido a dos cadenas de carbono (grupos alquilo o arilo). Su fórmula general es R–O–R', donde el oxígeno actúa como puente entre ambos lados.

Estructura y Tipos:

• Simétricos (o simples): Las dos cadenas de carbono a los lados del oxígeno son iguales.
• Asimétricos (o mixtos): Las cadenas de carbono a los lados son diferentes.
• Cíclicos: El oxígeno forma parte de un anillo de carbono (como en los epóxidos o éteres de corona).

Los éteres se nombran de dos formas principales según la IUPAC: la nomenclatura sustitutiva (o IUPAC actual), donde el oxígeno y la cadena corta forman un grupo alcoxi unido a un alcano principal; y la nomenclatura funcional, que nombra los dos grupos alquilo en orden alfabético seguidos de la palabra "éter".

Nomenclatura Funcional (Radical-Radical Éter)

• Se nombran los dos grupos o radicales unidos al oxígeno en orden alfabético.
• Se añade la terminación -il a cada radical y se finaliza con la palabra éter. Si ambos son iguales, se usa el prefijo di-.

Ejemplo: CH₃ - O - CH₃ es el dimetil éter.

Ejemplo: CH₃ - O - CH₂ - CH₃ es el etil metil éter

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Practiquemos lo aprendido 📝

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18. Ley de gravitación universal

 

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LA LEY DE GRAVITACIÓN UNIVERSAL

Las fuerzas o interacciones fundamentales conocidas hasta ahora son cuatro: gravitatoria, electromagnética, nuclear fuerte y nuclear débil. 

La Ley de gravitación universal, formulada por Isaac Newton en 1687, describe la atracción gravitatoria entre dos cuerpos masivos. La ley se expresa matemáticamente como:

$\mathrm{F }= \mathrm{G\; (}\frac{m_{\mathrm{1\; * }}{m}_{\mathrm{2\; / }}}{r^{\mathrm{2) }}}$​​

Donde:

• $\mathrm{<u>F:</u>}$ es la fuerza de atracción gravitatoria entre dos cuerpos. (en Newtons: N)
• $\mathrm{<u>G:</u>}$ es la constante de gravitación universal, aproximadamente $6.674\times 10^{-11}\text{\hspace{0.17em}N*m2/Kg2}$
  
• $m_{\mathrm{1 }}$y $m_{\mathrm{2:}}$ son las masas de los dos cuerpos.
• $\mathrm{<u>r: </u>}$es la distancia entre los centros de masa de los dos cuerpos.

                                           

El campo gravitacional

El campo gravitacional es una región del espacio en la cual una masa experimenta una fuerza de atracción debido a la presencia de otra masa. Es una manera de describir cómo la gravedad actúa en un entorno determinado, y es una extensión del concepto de la Ley de Gravitación Universal.

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👂 Lee lo siguiente 👀

La fuerza gravitacional se ve afectada por la masa de los objetos involucrados y la distancia entre ellos, mientras que la gravedad, en un sentido más amplio, describe cómo la presencia de masa afecta al espacio circundante. Ambos conceptos están intrínsecamente relacionados, y la "gravedad" en general se refiere al efecto de la atracción gravitacional que resulta de la presencia de masa en el espacio.

La gravedad en sí no es un fenómeno que se vea afectado en su propia existencia por la masa, sino que la presencia de masa es precisamente lo que causa la gravedad. La masa de un objeto determina la intensidad del campo gravitacional que genera y, por lo tanto, influye en la fuerza gravitacional que otros objetos experimentan debido a ese campo.

✏ Escribe lo siguiente en tu cuaderno 📖

💫Un objeto con mayor masa genera un campo gravitacional más intenso.

💫La fuerza gravitacional entre dos objetos aumenta si la masa de cualquiera de los objetos aumenta.

En esencia, la gravedad es una propiedad emergente que resulta de la presencia de masa y la interacción de esa masa con el espacio-tiempo (en el marco de la relatividad general). Por lo tanto, la masa siempre tiene un efecto directo en cómo se manifiesta la gravedad.

Practiquemos lo aprendido 📝

1. Calcula la fuerza de atracción gravitacional entre dos esferas de m1 = 5 Kg y m2 = 10 kg separadas por una distancia de 2m.

2. Dos masas de 4x10^13 Kg y 3x10^11 Kg se atraen con una fuerza de 3x10^-5 N. ¿Cuál es la distancia entre ellas?

3. Si la distancia entre dos masas se duplica (2r), ¿qué factor experimenta la fuerza gravitacional original (F)?

4. Una masa de 8 Kg experimenta una fuerza gravitacional de 4x10^-9 N debido a una segunda masa situada a 3 m de distancia. ¿Cuál es el valor de la segunda masa?

5. Estima la fuerza de atracción entre la Tierra m1 = 5,98 x 10^24 Kg y la Luna m2 = 7,35 x 10^22 Kg si la distancia media es r = 3,84 x 10^8 m.

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16. Fenómenos ondulatorios

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FENÓMENOS ONDULTORIOS: REFLEXIÓN, REFRACCIÓN Y DIFRACCIÓN.

REFLEXIÓN

La reflexión es el fenómeno por el cual una onda, como la luz o el sonido, rebota en la superficie de un objeto y regresa al medio en el que se propagaba originalmente. Por ejemplo, cuando ves tu reflejo en un espejo, estás viendo el resultado de la reflexión de la luz en la superficie del espejo. La reflexión sigue la ley de reflexión, que establece que el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión respecto a la normal (una línea perpendicular a la superficie de reflexión).

                                       DIFRACCIÓN

La difracción es el fenómeno por el cual una onda se desvía de su trayectoria rectilínea al encontrarse con un obstáculo o al pasar a través de una abertura estrecha. Esto sucede cuando las ondas se curvan alrededor del borde de un obstáculo o al atravesar una apertura pequeña. La difracción es responsable de fenómenos como la formación de patrones de interferencia en una doble rendija y la dispersión de ondas sonoras alrededor de las esquinas.

                                      REFRACCIÓN

La refracción es el cambio de dirección que sufre una onda al pasar de un medio a otro de diferente densidad, como cuando la luz pasa del aire al agua o viceversa. Este cambio de dirección se debe a que la velocidad de la onda varía en diferentes medios debido a diferencias en la densidad y en el índice de refracción de los materiales. La ley de refracción, también conocida como ley de Snell, describe cómo el ángulo de incidencia y el ángulo de refracción están relacionados cuando la luz pasa de un medio a otro.

                             

Practiquemos lo aprendido 📝

Responde las siguientes preguntas:

1. ¿Qué es una onda y qué diferencia hay entre transportar energía o materia?

2. Define con tus palabras en qué consisten la reflexión, la refracción y la difracción de una onda.

3. ¿Por qué el sonido se considera una onda mecánica longitudinal y la luz una onda electromagnética transversal?

4. Si observas que un corcho en la superficie de un lago sube y baja completando 10 oscilaciones en 2 segundos debido al paso de las olas, ¿cuál es el período y la frecuencia del movimiento?

5. Dos pulsos ondulatorios viajan en sentidos contrarios a velocidades de 3m/s y 2 m/s a lo largo de una cuerda tensa de 15 metros de longitud total. ¿En qué tiempo se encuentran e interfieren?

6. Describe por qué se escucha el eco cuando gritas frente a una montaña alta o una pared grande vacía (qué fenómeno ondulatorio interviene).

7. Explica por qué un lápiz sumergido en un vaso con agua parece doblado o partido justo en la superficie del líquido.

Muchos éxitos, feliz día 🎊