LA ELECTRICIDAD Y LA CARGA ELÉCTRICA

Buenos días niños, espero tengan un lindo día lleno de aprendizajes.

22 de octubre del 2024

LA ELECTRICIDAD Y LA CARGA ELÉCTRICA

La electricidad es una forma de energía que resulta de la existencia y el movimiento de cargas eléctricas. Estas cargas pueden ser positivas o negativas, y su interacción es lo que genera fenómenos eléctricos.

Carga eléctrica

• La carga eléctrica es una propiedad fundamental de la materia que determina cómo interactúan las partículas subatómicas. Existen dos tipos de carga: positiva (como la de los protones) y negativa (como la de los electrones).
• La unidad de medida de la carga eléctrica en el Sistema Internacional es el coulomb (C).

Ley de Coulomb

• Establece que la fuerza entre dos cargas eléctricas es directamente proporcional al producto de las magnitudes de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. La fórmula es:

  $$F = k \frac{|q_1 \cdot q_2|}{r^2}$$

  donde $F$ es la fuerza, $k$ es la constante de Coulomb, $q_1$ y $q_2$ son las cargas, y $r$ es la distancia entre ellas.

$$$$k≈8.99×109 N m2/C2

Cuando la fuerza eléctrica es positiva significa que es de repulsión y cuando es negativa significa que es de atracción.

Ejemplo 

Supongamos que tienes dos cargas:

• $q_1=2\mu C=2\times 10^{-6}\text{\hspace{0.17em} C}$ (carga positiva)
• $q_2 = -3 \, \mu C = -3 \times 10^{-6} \, C$ (carga negativa)
• La distancia entre ellas es $r=0.1m$

$$F = k \frac{|q_1 \cdot q_2|}{r^2}$$$$F = (8.99 \times 10^9) \frac{|(2 \times 10^{-6}) \cdot (-3 \times 10^{-6})|}{(0.1)^2}$$
$$F=(8.99\times 10^9)-\frac{6\times 10^{-12}}{0.01}=(8.99\times 10^9)\times -6\times 10^{-10}=-5.394\mathrm{N/m}$$

La fuerza de atracción entre las dos cargas es aproximadamente -$$5.39 N/m

EL CAMPO ELECTRICO

El campo eléctrico representa la fuerza que una carga eléctrica experimentaría si se colocara en un punto específico en el espacio. Es la región alrededor de una carga eléctrica en la que se pueden sentir fuerzas eléctricas.

$$\vec{E} = k \frac{|Q|}{r^2} \hat{r}$$

Ejemplo

Supongamos que tienes una carga $Q = +1 \, \mu C$ situada en el origen (0,0) y quieres calcular el campo eléctrico a una distancia de $r = 0.5 \, m$

$$\vec{E}=k\frac{\mathrm{\mid }Q\mathrm{\mid }}{r^2}=(8.99\times 10^9)\frac{1\times 10^{-6}}{(0.5{)}^{\mathrm{2}}}$$

$$\vec{E} = (8.99 \times 10^9) \frac{1 \times 10^{-6}}{0.25} = (8.99 \times 10^9) \times 4 \times 10^{-6} = 35.96 \, kV/m$$

El campo eléctrico a $0.5 \, m$ de la carga positiva es aproximadamente $35.96 \, kV/m$.

👉La fórmula para calcular la fuerza eléctrica ($\vec{F}$) cuando se conoce el campo eléctrico ($\vec{E}$) y la carga ($q$) Se expresa como:

$$\vec{F} = q \cdot \vec{E}$$

• $\vec{F}$ Es la fuerza eléctrica que actúa sobre la carga, medida en newtons (N).
• $q$: Es la magnitud de la carga, medida en coulombs (C).
• $\vec{E}$: Es el campo eléctrico en el que se encuentra la carga, medido en voltios por metro (V/m) o newtons por coulomb (N/C).

• La dirección de la fuerza eléctrica es la misma que la del campo eléctrico si la carga es positiva. Si la carga es negativa, la fuerza se dirige en la dirección opuesta al campo eléctrico.

Ejemplo:

Supongamos que tienes:

• Una carga $q=2\mu C=2\times 10^{-6}C$
• Un campo eléctrico $\vec{E} = 500 \, N/C$

$$\vec{F} = q \cdot \vec{E} = (2 \times 10^{-6} \, C) \cdot (500 \, N/C) = 1 \times 10^{-3} \, N = 1 \, mN$$

Esto significa que la fuerza eléctrica que actúa sobre la carga es de $1 \, mN$ en la dirección del campo eléctrico (si la carga es positiva). 

LINEAS DE CAMPO

Las líneas de campo eléctrico son líneas imaginarias que sirven para representar el campo eléctrico.

 

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LAS REACCIONES QUÍMICAS: BALANCEO POR TANTEO

Buenos días niños, espero tengan un lindo día lleno de aprendizajes.

21 de octubre del 2024

LAS REACCIONES QUÍMICAS

Una reacción química se produce cuando las sustancias participantes en ella se transforman en otras distintas. A las primeras se les llama reactivos y a las segundas productos. La masa de las sustancias participantes es la misma antes y después de la reacción, es decir, se conserva. Esto sucede porque sólo se lleva a cabo un reordenamiento entre los átomos de los reactivos, que se rompen y forman nuevos enlaces.

Una ecuación química es una forma resumida de expresar, mediante símbolos y fórmulas, una reacción química. En ella determinamos las sustancias reaccionantes, se predicen los productos y se indican las proporciones de las sustancias que participan en la reacción.

Tomado de: Portal académico CCH

Balanceo por tanteo

 

El balanceo consiste en igualar el número de átomos de cada elemento tanto en los reactivos como en los productos, y sirve para verificar la Ley de la Conservación de la Materia (La materia no se crea ni se destruye solo se transforma).

Para escribir y balancear una ecuación química de manera correcta, es necesario tener presente las siguientes recomendaciones:

1. Revisar que la ecuación química esté completa y correctamente escrita.
2. Observar si se encuentra balanceada.
3. Balancear primero los metales, los no metales y al final el oxígeno y el hidrógeno presentes en la ecuación química.
4. Escribir los números requeridos como coeficiente al inicio de cada compuesto.
5. Contar el número de átomos multiplicando el coeficiente con los respectivos subíndices de las fórmulas y sumar los átomos que estén de un mismo lado de la ecuación.
6. Verificar el balanceo final y reajustar si es necesario.
   
   
   

 

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LÍPIDOS: PARTE II

 

Buenos días niños, espero tengan un lindo día lleno de aprendizajes.

21 de octubre del 2024

 Lípidos compuestos

Fosfolípidos

Componen las membranas celulares. Tienen una estructura similar a los triglicéridos, pero uno de los ácidos grasos es reemplazado por un grupo fosfato, lo que les da propiedades anfipáticas (tienen una parte hidrofóbica y otra hidrofílica.) Se conocen como lípidos compuestos.

1. Estructura de los fosfolípidos:

• Cabeza Hidrofílica: Contiene un grupo fosfato, que es polar y se mezcla bien con el agua.
• Colas Hidrofóbicas: Compuestas por dos ácidos grasos, que son no polares y evitan el agua. 

Se encuentran en alimentos como:

• Yema de huevo
• Soya
• Frutos secos
• Aceites vegetales

Glicolípidos

Los glicolípidos están formados por una parte lipídica (generalmente una cadena de ácidos grasos) y uno o más azúcares (carbohidratos) unidos a ella.

Se encuentran principalmente en la membrana plasmática de las células, especialmente en las membranas de las células del sistema nervioso y en tejidos específicos. Los glicolípidos son esenciales para muchas funciones biológicas, incluyendo la comunicación entre células, la formación de tejidos y la respuesta inmune.

LÍPIDOS NO HIDROLIZABLES

Esteroides

Incluyen compuestos como el colesterol y hormonas esteroides. Tienen una estructura de anillos de carbono y son importantes para la función celular y la regulación hormonal.

• Tipos de esteroides:

  1. Colesterol: Es el esteroide más conocido y desempeña un papel crucial en la formación de membranas celulares y la síntesis de hormonas esteroides. También es precursor de la vitamina D y de sales biliares.

  2. Hormonas esteroides: Incluyen hormonas como los corticosteroides (como el cortisol), los andrógenos (como la testosterona) y los estrógenos (como el estradiol). Estas hormonas regulan múltiples procesos fisiológicos, incluyendo el metabolismo, la inflamación y la reproducción.

  3. Esteroides anabólicos: Son derivados sintéticos de la testosterona que se utilizan, a veces de manera inapropiada, para aumentar la masa muscular y mejorar el rendimiento deportivo.

     
     
     

Investiga los lípidos: eicosanoides y terpenoides.

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LOS LÍPIDOS

 

Buenos días niños, espero tengan un lindo día lleno de aprendizajes.

18 de octubre del 2024

LOS LÍPIDOS

Los lípidos son un grupo diverso de compuestos orgánicos que son insolubles en agua pero solubles en solventes orgánicos. 

                     LÍPIDOS HIDROLIZABLES

Ácidos grasos

son componentes fundamentales de los lípidos y se componen de una cadena de carbono (C) con un grupo carboxilo (-COOH) en un extremo.

Grasas Saturadas: Su consumo excesivo se asocia con un aumento en el riesgo de enfermedades cardiovasculares. No tienen dobles enlaces entre los carbonos; están "saturados" de hidrógenos. Sólidos.

Grasas Insaturadas: Se consideran más saludables y se recomiendan en una dieta equilibrada, especialmente los ácidos grasos omega-3 y omega-6. Contienen uno o más dobles enlaces entre los carbonos. Líquidos.

Lípidos simples

1.Triglicéridos: 

Son la forma más común de grasa en el cuerpo y se utilizan principalmente para almacenamiento de energía. Están compuestos por glicerol y ácidos grasos. Son conocidos como lípidos simples

Se encuentran en aceites, mantequillas, nueces, semillas, carnes y productos lácteos. 

Producción en el cuerpo: El hígado puede convertir el exceso de calorías, especialmente de carbohidratos y azúcares, en triglicéridos.

                                      

Grasas: Las grasas son principalmente triglicéridos, que consisten en un glicerol unido a tres ácidos grasos. Pueden ser saturadas (sin dobles enlaces) o insaturadas (con uno o más dobles enlaces). Son una fuente concentrada de energía y ayudan en la absorción de vitaminas liposolubles (A, D, E y K). También actúan como aislantes térmicos y protectores de órganos.

Aceites: Al igual que las grasas, los aceites son triglicéridos, pero generalmente son líquidos a temperatura ambiente. Contienen una mayor proporción de ácidos grasos insaturados. Además de ser una fuente de energía, los aceites se utilizan en la cocina y la industria. También tienen beneficios para la salud, como mejorar el perfil lipídico en la dieta.

2. Ceras

Las ceras son lípidos de cadena larga que consisten en un alcohol de cadena larga y un ácido graso. Tienen una consistencia sólida a temperatura ambiente.

Actúan como una barrera protectora en plantas y animales. Por ejemplo, la cutícula cerosa en las hojas ayuda a reducir la pérdida de agua. También se encuentran en la superficie de frutas y en la piel de algunos animales, protegiendo contra la deshidratación.

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NOMENCLATURA DE HIDRÓXIDOS

 

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17 de octubre del 2024

NOMENCLATURA DE HIDRÓXIDOS

Los hidróxidos son compuestos constituidos por un elemento metálico (o grupo catiónico) y el grupo hidróxido (o anión OH–).

Nomenclatura tradicional: esta nomenclatura comienza con la palabra hidróxido seguido del elemento, siempre teniendo en cuenta la valencia con la que actúa.

Nomenclatura stock: en esta nomenclatura se comienza con la palabra hidróxido seguido del elemento metálico, en donde la valencia del mismo se expresará en números romanos y entre paréntesis.

Nomenclatura sistemática: se anteponen los prefijos numéricos a la palabra hidróxido.

ACTIVIDAD

1. Escribe el nombre de las tres nomenclatura de los siguientes hidróxidos.

2. Escribe la fórmula de los siguientes hidróxidos.

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LOS TIPOS DE ENERGÍA

 

Buenos días mis estudiantes, espero tengan un lindo día lleno de aprendizajes.

16 de octubre del 2024

LA ENERGÍA MECÁNICA

La energía potencial gravitacional: 

Es la capacidad que tiene un cuerpo de producir trabajo por el hecho de estar a una determinada altura.

Ejemplo: Calcula la energía potencial gravitacional de un objeto de 5 kg que está a una altura de 10 m sobre el suelo. 

$$E_p = mgh$$

• $m = 5 \, \text{kg}$
• $g = 9.81 \, \text{m/s}^2$
• $h = 10 \, \text{m}$
  
  

$$E_p = 5 \, \text{kg} \times 9.81 \, \text{m/s}^2 \times 10 \, \text{m} = 490.5 \, \text{J}$$

Energía cinética:

Es la energía asociada al movimiento de un objeto. Cuanto más velocidad tiene un objeto en movimiento adquiere mayor energía cinética.

Ejemplo: Un automóvil de 1,200 kg se mueve a una velocidad de 25 m/s. ¿Cuál es su energía cinética?

• $m = 1200 \, \text{kg}$
  
• $v = 25 \, \text{m/s}$
  

$${\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;"><b><span\; style="color:\; \#2b00fe;">E</span></b></span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;"><b><span\; style="color:\; \#2b00fe;">k</span></b></span>}}<span\; style="font-size:\; medium;"><b><span\; style="color:\; \#2b00fe;">=</span></b></span>\frac{\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;"><b><span\; style="color:\; \#2b00fe;">1</span></b></span>}}{\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;"><b><span\; style="color:\; \#2b00fe;">2</span></b></span>}}<span\; style="font-size:\; medium;"><b><span\; style="color:\; \#2b00fe;">\times </span></b></span>\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;"><b><span\; style="color:\; \#2b00fe;">1200</span></b></span>}\text{<span style="font-size: medium;"><b><span style="color: \#2b00fe;">\hspace{0.17em}</span></b></span>}\text{<span style="font-size: medium;"><b><span style="color: \#2b00fe;">kg</span></b></span>}<span\; style="font-size:\; medium;"><b><span\; style="color:\; \#2b00fe;">\times </span></b></span><span\; style="font-size:\; medium;"><b><span\; style="color:\; \#2b00fe;">(</span></b></span>\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;"><b><span\; style="color:\; \#2b00fe;">25</span></b></span>}\text{<span style="font-size: medium;"><b><span style="color: \#2b00fe;">\hspace{0.17em}</span></b></span>}\text{<span style="font-size: medium;"><b><span style="color: \#2b00fe;">m/s</span></b></span>}{<span\; style="font-size:\; medium;"><b><span\; style="color:\; \#2b00fe;">)</span></b></span>}^{\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;"><b><span\; style="color:\; \#2b00fe;">2</span></b></span>}}<span\; style="font-size:\; medium;"><b><span\; style="color:\; \#2b00fe;">=</span></b></span><span><span\; style="color:\; \#2b00fe;\; font-size:\; medium;"><b> \; </b></span></span><span><span\; style="color:\; \#2b00fe;\; font-size:\; medium;"><b> \; </b></span></span>\frac{\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;"><b><span\; style="color:\; \#2b00fe;">1</span></b></span>}}{\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;"><b><span\; style="color:\; \#2b00fe;">2</span></b></span>}}<span\; style="font-size:\; medium;"><b><span\; style="color:\; \#2b00fe;">\times </span></b></span>\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;"><b><span\; style="color:\; \#2b00fe;">1200</span></b></span>}<span\; style="font-size:\; medium;"><b><span\; style="color:\; \#2b00fe;">\times </span></b></span>\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;"><b><span\; style="color:\; \#2b00fe;">625</span></b></span>}<span\; style="font-size:\; medium;"><b><span\; style="color:\; \#2b00fe;">=</span></b></span>\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;"><b><span\; style="color:\; \#2b00fe;">375000</span></b></span>}\text{<span style="font-size: medium;"><b><span style="color: \#2b00fe;">\hspace{0.17em}</span></b></span>}\text{<span style="font-size: medium;"><b><span style="color: \#2b00fe;">J</span></b></span>}$$

Energía potencial elástica:

Es la capacidad que tienen algunos materiales de recuperar su forma cuando se comprimen o se estiran.

Ejemplo: Una primavera con una constante de elasticidad $,$se comprime 0.3 m. ¿Cuál es la energía potencial elástica almacenada en la primavera?

$$$$Epe=12kx2

• $k = 200 \, \text{N/m}$
  
• $x = 0.3 \, \text{m}$
  

$$E_{pe} = \frac{1}{2} \times 200 \, \text{N/m} \times (0.3 \, \text{m})^2 = \frac{1}{2} \times 200 \times 0.09 = 9 \, \text{J}$$

 

Ejercicios:

1. Un objeto de 10 kg se encuentra a 15 m sobre el suelo. Calcula su energía potencial gravitacional.
2. Un ciclista de 80 kg viaja a una velocidad de 12 m/s. ¿Cuál es su energía cinética?
3. Una resorte tiene una constante de elasticidad de  k=150N/m. Si se estira 0.4 m, ¿cuánta energía potencial elástica se almacena en el resorte?
4. Un niño de 25 kg sube a un árbol y se sienta en una rama a 8 m de altura. ¿Cuál es la energía potencial gravitacional del niño en esa posición?
5. Una pelota de fútbol de 0.5 kg se lanza a una velocidad de 20 m/s. Calcula su energía cinética.

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