1. SECRETARIA DE EDUCACION MUNICIPAL
INSTITUCION EDUCATIVA TECNICO INDUSTRIAL
“JOSÉ MARÍA CARBONELL”
¨ESTUDIANTE CARBONELIANO BUEN CIUDADANO¨
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS NATURALES Y EDUCACION AMBIENTAL
GUIA No.4- DOCENTE: Lic. ASTRID HURTADO DIAZ
Niveles: DIFERENCIAL Y DISCIPLINAR
GRADO 7- NOMBRE____________________________________________ PERIODO: CUARTO
TIEMPO DE ELABORACION: 2 SEMANAS
COMPETENCIAS: Interpreta situaciones, establece condiciones, plantea argumentos y valora el trabajo en
ciencias. A.H.D.
EJE ARTICULADOR: - Compara sólidos, líquidos y gases, teniendo en cuenta el movimiento de sus moléculas y las
fuerzas electrostáticas
EJE CURRICULAR: Énfasis en procesos Físicos.
ESTÁNDAR DE COMPETENCIA: -Establezco relaciones entre las características macroscópicas y microscópicas de la
materia y las propiedades físicas y químicas de las sustancias que la constituyen.
ESTÁNDAR DE CONTENIDO: –Construcción de explicaciones y predicciones en situaciones cotidianas, novedosas y
ambientales.
ESTÁNDAR DE PROCESOS:- Validación a través del trabajo experimental, de las explicaciones y predicciones
construidas. – Manejo conocimientos propios de las ciencias naturales.
UNIDAD No. 4 -Referente Físico.
TEMAS: - Los Fluidos
NIVEL DE COMPETENCIA ME INFORMO PARA PARTICIPAR EN CLASE SOBRE TEMAS DE INTERÉS GENERAL EN CIENCIAS.
CONTENIDO NIVELES DE DESEMPEÑO
PROCEDIMENTAL  Interpreta y analiza textos, gráficas, imágenes, mapas y esquemas ilustrativos.
 Realiza actividades manuales y colorea ilustraciones o imágenes, diagramas etc.
 Prepara y Argumenta sus exposiciones de manera clara y con responsabilidad.
COGNITIVO O o Comprueba mediante prácticas de laboratorio el uso de los sistemas de
CONCEPTUAL medida y las escalas de termométricas.
o Distingue cómo incide la fuerza y el área de aplicación a los diferentes
cuerpos.
o Determina en forma práctica valores de peso que se ejercen sobre un
cuerpo.
o Reconoce propiedades de gases.
o Identifica las propiedades de un fluido y sus aplicaciones.
o Reconoce el efecto de la gravedad sobre la presión interna.
o Establece relaciones entre conceptos.
ACTITUDINAL  Busca información en diferentes fuentes.
 Persiste en la búsqueda de respuestas a sus preguntas.
 Escucha activamente a sus compañer@s reconoce otros puntos de vista y los
compara con sus apreciaciones.
 Puede modificar lo que piensa ante argumentos más sólidos.
 Respeta las ideas y opiniones y posiciones de los demás.
 Valora y defiende los recursos naturales que lo rodean mediante la participación
en actividades ecológicas o pedagógicas.
EJES TEMÁTICOS  Taller de refuerzo y conceptos  Los fluidos en el cuerpo humano.
previos.  Fuerzas de atracción
 Lecturas:  Los gases y sus propiedades
 Los aerogeneradores.  Viscosidad
 Los fluidos en el cuerpo  Aplicación de los fluidos
humano.  Ejercicios de Aplicación.
 La presión de los fluidos y el  Actividades de experimentación
cuerpo humano. en clase.
 La electrostática
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2. INTERDISCIPLINARIEDAD Español: Comprende textos científicos Tecnológico: Realicen una reflexión
e informativos a partir de los cuales sobre el buen uso que se debe hacer de
organiza en secuencia lógica la los avances tecnológicos.
información de estos. Busca en el Ética y valores: Responsabilidad,
diccionario el vocabulario. respeto, disposición para el trabajo en
Expone diversos temas en grupo. clase, disciplina y buen comportamiento,
Matemáticas: Utiliza el lenguaje presentación personal, presentación del
matemático para presentar, modelar aula de clase, sentido de pertenencia
y analizar alguna situación hacia la institución.
problémica. Registra la información Educación Artística: Creatividad en la
en gráficos (de barras, tortas, etc.) realización de trabajos manuales
Biología: Reconoce la necesidad del contextualizando los temas vistos.
aire libre de contaminación para la Química y Física: Realiza descripciones
subsistencia al permitir los procesos teóricas de situaciones cotidianas que
de intercambio gaseoso. tienen implícitos los conceptos y las
características de los fluidos y la
temperatura.
INTRODUCCIÓN
TODOS LOS CUERPOS TERRESTRES VIVEN ENTRE FLUIDOS, LOS CUALES OCUPAN TODO EL ESPACIO. Muchos
cuerpos flotan en el aire, como las aves, los insectos, entre otros, y muchos aparatos construidos por el ser
humano, como los aviones, las cometas, etc.
Las especies marinas, los seres humanos o muchos animales terrestres cuando nadan, y otros aparatos
tecnológicos creados por el ser humano, como los submarinos, los barcos, entre otros, también se mueven sobre
fluidos.
Peros los gases y los líquidos también se mueven mediante los orificios o en el espacio libre. Podemos almacenar
también los gases y transportarlos por tubos hasta sitios distantes donde pueden utilizarse para salvar una vida o
para cocer comidas. El agua también puede ser almacenada para producir energía eléctrica o ser transportada
para beberla purificada, para la higiene personal, para cocinar los alimentos, o para transformarla en miles de
productos líquidos combinada con otras sustancias. El aire y el agua son tan importantes que sin ellos la vida no
sería posible.
El Sol se considera como la fuente más importante de calor para la vida del ser humano, los animales y las
plantas, porque evapora las aguas, forma las nubes y produce las lluvias.
Los bosques reflejan el 7% de la radiación solar. La nieve lo hace hasta en un 90%. Los desiertos, alrededor del
25%. Y el agua entre el 5% y el 70% dependiendo de la inclinación de los rayos del Sol.
La energía solar es fundamental para la fotosíntesis. Mediante este proceso, las plantas utilizan dióxido de
carbono (CO2) y agua (H2O) para producir glucosa y el oxigeno que respiramos.
Las ilustraciones te muestran fluidos:
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3. TEN ENCUENTA:
1. Analizar las preguntas antes de contestar.
2. Dar en forma clara y precisa las respuestas.
3. Te invito a que trabajes con entusiasmo en esta unidad y que alcances los estándares, los niveles de
desempeño y las competencias que te propongo en los ejes temáticos.
4. También debes ingresar al blog Ciencias Naturales y Educación Ambiental Lic.AHD y dejar tus
comentarios, www.astridhurtadod.blogspot.com para ampliar las diferentes temáticas.
ACTIVIDAD No.1
1. Organiza en forma alfabética las palabras del glosario en tu cuaderno.
2. Busca en el diccionario, libros o en internet las palabras del glosario y escribe el significado en tu cuaderno
No.2.
TALLER DE REFUERZO Y CONCEPTOS PREVIOS O EXPLORATORIO:
Establecer los conceptos que tienes acerca de los temas que se trataron en la unidad anterior. Contesta las
siguientes preguntas:
1. Representa la configuración electrónica y los diagramas de orbitales de los siguientes átomos que tienen Z:
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B 10Ne 17Cl 19 K 8O
2) Un elemento X tiene dos niveles de energía. Con esta información indica:
a) El número de subniveles
b) El número máximo de electrones en el nivel 2.
c) Cuales y cuantos orbitales posee dicho átomo.
3) Indica a qué elemento corresponde cada una de las siguientes coordenadas:
Coordenadas Elemento
Grupo 1, período 2
Grupo 4, período 5
Grupo 8, período 4
Grupo 8, período 2
Grupo 2, periodo 3
Grupo 3, período 6
Grupo 5, período 5
Grupo 6, período 6
Grupo 7, período 6
4. Calcule la densidad del alcohol etílico sabiendo que 100 ml tiene una masa de 74g.
5. Calcule la densidad de un cuerpo que pesa 710g y tiene un volumen de 15 cm3
6. El ácido sulfúrico (H2SO4) concentrado tiene una densidad de 1,84g/ml. Calcule el peso de 120 ml.
7. Calcule el volumen ocupado por un compuesto cuya densidad es 0.32g/ml y tiene una masa de 12g.
8. Si 25ml de una sustancia A de densidad 6.3g/ml, pesan lo mismo que 50 ml de una sustancia B. Cuál es la
densidad de B.
10. Los líquidos y los gases comparten la propiedad de fluir y por ello los llamamos ________________.
11. La posición de las moléculas en los líquidos y gases dependen del azar y pueden moverse dentro de un
compuesto con relativa facilidad; por ejemplo cuando agregamos una gota de tinta a un recipiente con agua que
pasa ____________________________________________________________________________________.
12. y que pasa cuando nos aplicamos una loción_______________________________________________.
13. Para ti qué diferencia hay entre calor y temperatura.
14. ¿Por qué es importante estudiar los fluidos y como se encuentran en el cuerpo humano?
15. Para el estudio de los sólidos, líquidos y de los gases, es mejor utilizar los conceptos densidad, volumen y
presión en vez de masa y fuerza. ¿Por crees que se presenta esa afirmación?
16. En qué consiste la presión en líquidos y la presión atmosférica.
17. Escribe y dibuja dos ejemplos de máquinas o mecanismos hidráulicos.
18. ¿Qué es la tensión superficial?
19. ¿Por qué cuan el neumático de una llanta se desinfla, con solo apretarla se sabe que le falta aire o no?
20. ¿Por qué un globo aerostático asciende por el aire y el mismo globo sin aire cae?
21. ¿Qué ocurre cuando colocas un balón lleno de aire en el agua?
22. ¿Has observado con atención con atención un ave volando? ¿Qué debe hacer para volar?
23. ¿Qué sucede cuando aprietas un globo lleno de aire?
24. ¿Por qué unos cuerpos flotan y otros se hunden en el agua?
25. ¿Por qué las alas de los aviones cumplen un papel importante para que éstos puedan volar?
26. ¿Cómo funciona un freno hidráulico de un automóvil?
27. ¿Cómo hacer que un trozo de plastilina flote en el agua?
28. ¿Qué significa que un objeto tenga forma aerodinámica?
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4. ACTIVIDAD No. 2
1. Investiga las biografías de los siguientes científicos Daniel Bernoulli, Blaise Pascal, Arquímedes de Siracusa,
Evangelista Torricelli, Jackes Charles, Robert Boyle, Benjamín Franklin, Charles Coulomb, Joseph Louis Gay
Lussac, Edme Mariotte. Elabora una reseña de su vida y sus aportes a la ciencia. Escríbelas en tu cuaderno No.2.
2. Consulta en libros, enciclopedias o en la Web sobre las alas y las plumas de los pájaros. Realiza los dibujos
respectivos en tu cuaderno No2.
3. Lee tu guía para clase teniendo presente que la lectura te permite interpretar, argumentar los contenidos; por
ejemplo en la temática de fuerza y movimiento podrías escribir y describir que es la inercia y así sucesivamente
con todas las temáticas recuerda que de tu trabajo y compromiso dependen tus valoraciones académicas.
LA ELECTROSTÁTICA: Estudia como las cargas eléctricas pueden ejercer fuerzas de atracción o de repulsión sobre
otras cargas eléctricas quietas. Tienes forma de comprobar este hecho: cuando, por ejemplo, frotas un lapicero
plástico contra tu cabello, éste se carga de eléctricamente; si lo
acercas a unos trozos de papel, notarás que el lapicero atrae los
papeles debido a fuerzas de carácter electrostático. La fuerza
eléctrica se atrae cuando las cargas son de signo contrario y
repulsiva si las
cargas tienen el
mismo signo.
La fuerza
electrostática
es directamente
proporcional a la magnitud de carga eléctrica e inversamente
proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. Sin
embargo las cargas producen otro fenómeno que seguro has
visto, muy complejo de explicar y que se conoce como
magnetismo. Las fuerzas magnéticas se producen por cargas
eléctricas en movimiento. Su manifestación más conocida es
la fuerza de atracción o de repulsión en materiales ferro
magnéticos, como el material del cual están constituidos los
imanes.
LOS FLUIDOS: DENSIDAD Y PRESIÓN: Los cuerpos en la Tierra están sumergidos en fluidos. Cuando te sumerges
en una piscina, notas claramente el empuje del agua sobre tu cuerpo. En el caso de un buzo que se sumerge a
mayores profundidades, este empuje es mucho más patente. Sin embargo, cuando nos desplazamos sobre la
tierra, también experimentamos el empuje de un fluido: el aire. La densidad y la presión son dos fenómenos
físicos que nos permitirán comprender y analizar las fuerzas que ejercen los fluidos sobre los cuerpos.
LA DENSIDAD: Como ya estudiamos la densidad es la masa en gramos de una sustancia en un volumen de
centímetro cúbico. Por ejemplo, si cortamos una varilla de aluminio en fragmentos de 1 cm 3, encontraremos que
todos tienen la misma masa: 2,7 g, sin importar de qué parte de la
varilla tomemos la muestra.
Si tomamos diferentes muestras de agua de 1 cm3 encontramos que
cada centímetro cúbico de agua tiene también la misma masa: 1
gramo.
Esto quiere decir que la masa de 1 cm3 de una sustancia es la misma
para cualquier muestra del mismo volumen de esa sustancia, pero es
diferente para otras clases de sustancias. Es decir cada sustancia
tiene su densidad característica, pero la densidad depende del
estado físico en que se encuentre dicha sustancia. Por ejemplo, el
agua y el hielo, que son la misma sustancia, tienen distinta densidad.
Ten presente que la densidad de sólidos y líquidos suele expresarse
en g/cm3 y Kg/dm3; para los gases se g/l. Para medir la densidad de
un líquido debemos conocer el volumen y empleamos un instrumento llamado densímetro; de la misma manera
para calcular la densidad de un cuerpo sólido debemos conocer su volumen, pero la densidad de los gases
depende directamente de la temperatura y de la presión a la que el gas se vea sometido. Normalmente la
densidad de un gas se da teniendo en cuenta el valor de la presión atmosférica a nivel del mar y una temperatura
equivalente a 0°C.
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5. FLOTAR O HUNDIRSE SEGÚN LA DENSIDAD: Recuerda que, el
empuje es la fuerza vertical hacia arriba que ejerce un fluido sobre
un cuerpo. Este empuje determina sin un cuerpo flota o se hunde.
Cuando el empuje es menor que el peso, el objeto se hunde; si el
empuje es igual al peso, éste flota y si el empuje es mayor que el
peso, se eleva en el fluido.
El empuje está relacionado con la densidad del objeto y la densidad
del fluido. Recuerda que la densidad se define como la masa que
posee un objeto por unidad de volumen.
Imagina que tienes, por ejemplo, un bloque de aluminio y otro de igual tamaño, de corcho los cuales colocas en
un recipiente con agua, el aluminio se hunde, mientras que el corcho flota en el agua. Esto se debe a las
condiciones de flotación, pues, además del empuje, la densidad del objeto también influye en que éste flote o se
hunda: el aluminio se hunde pues es 2,7 veces más denso que el agua, mientras el corcho es 0,8 veces menos
denso que el liquido, por eso flota en el agua. En conclusión, un objeto flota en un fluido si su densidad es
menor que la densidad del fluido, de lo contrario, el objeto se hunde.
El aire es también un fluido, por lo tanto, ejerce un empuje. Un objeto,
como por ejemplo un globo lleno de helio, flota en el aire, pues su
densidad es menor (la densidad del aire es 0,00121 g/cm3 y la densidad
del helio es 0,000167 g/cm3). Los globos aerostáticos por ejemplo
ascienden en el aire, pues están llenos de aire caliente y flotan en el aire,
pues son menos densos, que el fluido en donde se encuentran.
La densidad del fluido también es un factor importante para que un
objeto flote en él. Cuando el fluido es más denso que el objeto, este
último flota. Por ejemplo si
se coloca el bloque de aluminio de densidad 2,7 g/cm3 en mercurio,
cuya densidad es 13,6 g/cm3, el aluminio flotará en el líquido, pues
menos denso que el mercurio.
En el Mar Muerto, en Israel, una persona puede acostarse o
sentarse a leer un periódico y no se hunde. Esto es debido a que
este mar es muy salado, tanto que no hay vida en su interior, de allí
su nombre. El Mar Muerto tiene una densidad mayor que la
densidad de una persona.
LA PRESIÓN: es la relación que existe entre la fuerza ejercida sobre un
cuerpo y el área sobre la cual se ejerce dicha fuerza. Por ejemplo, cuando
clavas con un martillo una puntilla, sobre una tabla madera está se va
introduciendo en la madera debido a la interacción de una fuerza sobre
una superficie de contacto y no sólo dependen de su intensidad sino
también del área de la superficie. Esto se debe a que el área golpeada por
la puntilla es menor que el área golpeada por el martillo. Como ves, para
una fuerza constante, entre mayor sea el área sobre la que se ejerce dicha
fuerza, menor será la presión. En el concepto de presión no intervienen ni
la dirección ni el sentido de la fuerza, únicamente se tiene en cuenta la
intensidad.
Los líquidos ejercen fuerzas sobre cualquier superficie sólida con la
que estén en contacto. De este modo, además de la presión que
ejercen sobre el fondo del recipiente que los contiene, los líquidos
también ejercen presión sobre las paredes del recipiente o sobre la
superficie de cualquier cuerpo que se introduzca en su interior. Por
ejemplo, cuando un buzo se sumerge en el agua, siente ola presión
del agua sobre todo su cuerpo, especialmente en sus oídos (ya que
precisamente allí se encuentra nuestro sistema de regulación de la
presión).
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6. En la medida en que desciende, la sensación de presión aumenta.
Esto se debe a que la columna de líquido se acrecienta en la
medida en que el descenso es más profundo.
La presión que un líquido ejerce depende también de su
densidad. Entre mayor sea la densidad de un líquido mayor será
la presión que ejerce.
Los gases ejercen presión contra las paredes del recipiente que
los contienen y sobre la superficie de los cuerpos a los cuales
rodea. Esta presión se debe a tanto al peso del gas que hay por
encima de dichos cuerpos, como a la fuerza con que las
moléculas del gas chocan contra ellos. Por ejemplo, cuando se
sube a una montaña, es muy posible que, en la
medida en que ascendamos, experimentamos una
sensación extraña en los oídos. Esto se explica
porque, conforme aumenta la altura, la capa de
aire de la atmósfera se adelgaza. En este caso, la
presión interior de nuestro cuerpo es ligeramente
mayor que la presión de la atmósfera y se produce
una sensación de sordera. Pero si bostezamos, la
presión interna y la presión externa se equilibran,
desapareciendo la sensación. El manómetro es el
dispositivo que se utiliza para medir la presión de
los fluidos.
LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA: Vivimos inmersos en
un océano de gas: la atmósfera. El peso de los
gases que componen la atmósfera ejerce, sobre los
cuerpos situados en la Tierrra, una presión
denominada presión atmosférica. El científico Evangelista Torricelli realizó, en 1643 la primera medición de la
presión atmosférica. Así la presión atmosférica al nivel del mar es equivalente al peso de una columna de 760
milímetros de mercurio (Hg). A este valor se le dio el nombre de 1 atmósfera hoy se habla de 101,325 de
Kilopascales (Kp) que es igual a decir 14,70 Lb/pulg2 que es igual a decir 760mm Hg.Los meteorólogos
aprovechan los cambios de presión del aire en un sitio para realizar sus predicciones meteorológicas: el aumento
de presión del aire pronostica buen tiempo, y la disminución anuncia tormenta.
Al igual que la atmósfera, la presión atmosférica también varia. En la parte más externa de la atmósfera, en la
exosfera, no existe presión atmosférica, pues no hay aire, no hay fluido que ejerza presión.
La presión atmosférica se incrementa a medida que desciende en la atmósfera. En otras palabras, la presión
atmosférica se incrementa cuando desciende la altitud: a mayor altitud, menor es la presión que ejerce la
atmósfera y, a menor altitud mayor presión. Para medir la presión ejercida por la atmósfera sobre los cuerpos se
utiliza un instrumento llamado barómetro.
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7. LOS FLUIDOS: PRINCIPIOS Nuestro organismo funciona adecuadamente porque muchos de sus procesos como
la circulación y la respiración, se realizan de acuerdo con las leyes físicas de los fluidos. Para entender los
procesos se deben de tener algunos de los principios físicos que explican el comportamiento de los fluidos como
son: el principio de Arquímedes y el principio de Pascal.
PRINCIPIO DE PASCAL: Este principio describe la forma como se transmiten
las presiones en los líquidos. Los líquidos pueden transmitir a los cuerpos con
los que están en contacto las presiones que se ejercen sobre ellos. Por
ejemplo, si con un émbolo se ejerce una fuerza sobre el líquido contenido un
recipiente con diferentes salidas taponadas, los tapones saltan a la vez con la
misma fuerza y en dirección perpendicular al recipiente. Esto indica que la
presión se ha transmitido con la misma intensidad por todo el agua.
Seguramente también has experimentado el principio de pascal, sin
advertirlo, cuando por ejemplo, tienes una botella llena de agua y tratas de
sellarla con un tapón. Entonces, ocurre que un poco de agua se derrama de la
botella y se riega. Esto se debe a que cuando tapas la botella, incrementas la
presión en el agua y como este incremento de presión se transmite con igual
intensidad en todas las direcciones, incluso hacia arriba, el agua se derrama.
El científico francés Blaise Pascal descubrió este fenómeno y lo formuló en
forma general de la siguiente manera:
La presión que se ejerce sobre un líquido se transmite instantáneamente y con la misma intensidad en todas las
direcciones de dicho líquido.
El principio de pascal también es válido para los gases, aunque en este caso la presión transmitida será menos
intensa, porque, a diferencia de los líquidos, los gases son comprensibles.
En el principio Pascal se fundamentan numerosas aplicaciones tecnológicas de uso corriente: gatos hidráulicos,
grúas, excavadoras, volquetas y sistemas de frenos para automóviles. En general las máquinas cuyo
funcionamiento se basan en el principio de Pascal reciben el nombre de máquinas hidráulicas. Imágenes de
máquinas que utilizan mecanismos hidráulicos:
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8. Cuando un balón está desinflado, hay necesidad de introducir aire;
como se ve en la imagen las moléculas del aire se incrementan y
comienzan a chocar con algún punto de la pared del caucho y a
rebotar para volver a chocar con otro punto de la pared. Así, cada
punto de la superficie recibe un gran número de choques, por lo que el
balón comienza a ceder aumentando el volumen hasta llegar a un
punto en el cual la pared resiste los choques del interior y del exterior,
y se mantiene constante el tamaño del balón. Con esto, lo que
logramos es aumentar el número de moléculas en el mismo volumen,
es decir elevamos la densidad. Además, como el número de moléculas
se ha incrementado, el número de choques crece, lo cual significa que
la presión del gas también aumenta. Con este análisis podemos
concluir que la presión es proporcional a la densidad del medio cuan
no hay aumento de volumen.
A la medida de la variación en la velocidad de las moléculas durante cada choque multiplicado por su masa la
llamamos presión pero, dado que es muy difícil medirla a nivel microscópico, hemos optado por establecer una
relación macroscópica que nos establezca esta misma relación.
En resumen la presión puede calcularse dividiendo la fuerza que se aplica, entre el área donde la fuerza es
aplicada o la fuerza que ejerzan las moléculas de la sustancia sobre las paredes del recipiente que las contiene.
Entonces, para determinar la presión se utiliza la siguiente ecuación:
Presión = Fuerza aplicada/Área de aplicación P= F/A donde:
F es la intensidad de la fuerza ejercida, expresada en newtons (N).
A es el área de la superficie sobre la cual se ejerce la fuerza, expresada en metros cuadrados (m2).
P es la presión expresada en newtons por (N/m2).
En el sistema internacional (SI), la unidad de presión es el Pascal. Se le dio ese nombre en honor de al
matemático francés Blaise Pascal. Un pascal (1Pa) es la fuerza de un Newton (N) aplicada sobre un área de 1
metro cuadrado. (1 Pa = 1 N/m2).
LA PRENSA HIDRÁULICA: Una de las aplicaciones más
conocidas del principio de Pascal lo constituye la prensa
hidráulica. Con este dispositivo se logra amplificar la fuerza
aplicada para obtener fuerzas resultantes mucho mayores.
La ecuación matemática que nos permite explicar este
dispositivo es:
Ya que ambas presiones son iguales.
Donde F1 es la fuerza aplicada sobre el émbolo menor y F2 es la fuerza resultante con que asciende el émbolo
mayor, expresadas ambas en newtons (N).
A1 es la superficie del émbolo de menor y A2 es la
superficie del émbolo mayor, expresadas ambas en
metros cuadrados (m2).
De donde se deduce la ecuación que nos permite
calcular la fuerza resultante amplificada:
F2 = F1. A2
A1
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9. LOS VASOS COMUNICANTES: El
principio de Pascal nos sirve
para explicar también el
comportamiento de los líquidos
contenidos en vasos
comunicantes. Se denomina
vasos comunicantes aquellos
recipientes que tienen
comunicadas sus bases.
Aunque sus formas y
capacidades sean distintas, al
llenar con un líquido un
conjunto de vasos
comunicantes, la altura que
alcanza el nivel de dicho líquido
es la misma en todos los vasos.
Este fenómeno se debe a la
presión de un líquido depende
de la altura que alcanza el
líquido y no de la forma del recipiente que lo contiene.
Cuando la presión es igual en todos los recipientes, el sistema se
encuentra en equilibrio y el líquido alcanza el mismo nivel en
todos los recipientes.
El fenómeno de los vasos comunicantes sirvió para aplicarlo en el
abastecimiento de agua en nuestras casas pues los depósitos de
agua se colocan en lugares altos y desde allí se distribuye el líquido
a través de las tuberías que no son más que vasos comunicantes. El
agua subirá por esas tuberías tenderá a alcanzar la misma altura
que la del nivel del agua del depósito.
PRINCIPIO DE ARQUIMEDES: este principio explica la forma como flotan los cuerpos en los líquidos. Estos
ejercen sobre los cuerpos que se encuentran sumergidos en ellos, una fuerza ascensional en sentido contrario al
peso de los cuerpos. Esta fuerza, llamada empuje, tiende a contrarrestar el peso de los cuerpos. A esto se debe
que, al sumergirnos en una piscina, sintamos la sensación de que nuestro cuerpo tiene menor peso que cuando
nos encontramos fuera de ella.
Para determinar el empuje que experimenta un cuerpo sumergido en un
fluido, podemos realizar la siguiente práctica:
 Colocamos un vaso con agua luego colocamos un trozo de hierro.
 Al introducir el hierro en el vaso, se aumenta el agua a causa del
empuje ejercido por el agua. Por otro lado, parte del agua del vaso es
desalojada por el trozo de hierro.
Como vez, este experimento nos indica que el empuje que experimenta el
trozo de hierro es igual al peso del agua que dicho trozo desalojo.
El científico griego Arquímedes (287 212 a. de C.) Descubrió este fenómeno y lo formuló en forma general de la
siguiente manera: Todo cuerpo sumergido en un líquido experimenta un empuje vertical y hacia arriba, igual al
peso del líquido que dicho cuerpo desaloja.
La ecuación matemática que nos permite calcular la fuerza del empuje (E) tanto para los líquidos y para los gases es:
E=₯ líquido . V . g donde:
E es el empuje, expresado en newtons (N).
₯ 3
líquido es la densidad del líquido o fluido, expresada en Kilogramos por metro cúbico (Kg/m ).
V es el volumen del fluido o del cuerpo sumergido, que es el mismo expresado en metros cúbicos. (m3).
g es la aceleración de la gravedad, expresada en metros por segundo al cuadrado (m/s2). En la Tierra, g es igual a
9,8 m/s2.
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10. Este principio se aplica también en los cuerpos que se encuentran
inmersos en un gas, por ejemplo el aire. Los aviones flotan en el
aire gracias a la aplicación del principio de Arquímedes.
La navegación acuática y la aérea son aplicaciones del principio de
Arquímedes.
Como ves la relación entre flotabilidad y el desplazamiento del
líquido, Arquímedes lo descubrió desde tiempos antiguos. Si
alguna vez has sacado del agua un objeto sumergido, conoces los
efectos de la flotabilidad, la aparente pérdida de peso de los
objetos sumergidos en un líquido. Es mucho más fácil levantar
una piedra sumergida en el fondo de un río que levantarla cuando
está en la superficie del agua. Este se debe a que, cuando la
piedra está sumergida, el agua ejerce sobre ella una fuerza
dirigida hacia arriba, o sea, que se opone a la gravedad. Esta
fuerza se llama fuerza de flotación.
Si el peso del objeto
sumergido es mayor
que la fuerza de
flotación, el objeto se hundirá. Si el peso es
igual a la fuerza de flotación el objeto
permanecerá en el mismo nivel, como un
pez. Si el peso es menor que la fuerza de
flotación, el objeto subirá a la superficie y
flotará.
Además, cuando colocas una piedra en un
recipiente con agua, el nivel del líquido se
eleva. Se dice que la piedra desplaza el agua, es decir, que la hace
cambiar de sitio.
La palabra inmerso puede significar tanto completamente sumergido como parcialmente sumergido. Por
ejemplo, si sumergimos en el agua la mitad de un recipiente sellado de un litro, desplazará medio litro de agua y
la fuerza de flotación que se ejerce sobre él será igual al peso de medio litro. Si lo sumergimos completamente, la
fuerza de flotación será igual al peso de un litro de agua. A menos que el recipiente se comprima cuando está
totalmente sumergido, la fuerza de flotación será igual al peso de un litro de agua a cualquier profundidad. Esto
se debe a que, a cualquier profundidad, el recipiente desplazará el mismo volumen de agua, y por tanto, el
mismo peso de agua. La fuerza de flotación es igual al peso del agua desplazada, no al peso del objeto
sumergido.
PRINCIPIO DE BERNOULLI: Daniel describió lo que ocurre cuando un fluido se encuentra en movimiento, afirmó
que si un fluido sea líquido o gas se mueve
a gran velocidad su presión se hace más
pequeña o disminuye y si por el contrario la
velocidad decrece, su presión aumenta.
La mayoria de las personas piensa que la
presión atmosferica aumenta en un
ventarrón, en un tornado o en un huracán,
pero de hecho sucede lo contrario. Un
viento que sopla con gran rapidez puede
llevarse el techo de tu casa, pero la presión
d entro del viento es en realidad menor que
la del aire inmóvil de la misma densidad.
Por extraño que parezca cuando la rapidez
de un fluido aumenta su presión disminuye.
Esto es válido para todos los fluidos, sean
líquidos o gases.
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11. El principio de Bernoulli se aplica al flujo sobre superficies, como las alas de un avión o las hélices de un barco.
Las alas están diseñadas para que obliguen al aire a fluir con mayor velocidad sobre la superficie superior que
sobre la inferior, lo cual provoca que la presión disminuya considerablemente en la parte superior del ala, con
respecto a la inferior. Esta diferencia de presión proporciona la
fuerza de sustentación que mantiene el avión en vuelo. In
cluso una diferencia de presión pequeña puede producir una
fuerza considerable si la superficicie de las alas es grande.
Cuando la fuerza ascensional iguala al peso, se hace posible el
vuelo horizontal. La fuerza ascencional es mayor cuanto
mayores sean la rapidez y el área de las alas. Por esta razón los
planeadores que vuelan con poca rapidez tienen alas muy
grandes en comparación con las dimensiones del fuselaje. Las
alas de los aviones más rápidos son relativamente pequeñas.
Una hélice también es un plano aerodinámico, es decir, tiene
forma de ala. En este caso la diferencia de presión que se
produce al girar la hélice proporciona el empuje que impulsa
al barco.
LEY DE CHARLES Y GAY-
LUSSAC. Esta ley afirma que a
presión constante, el volumen
de un gas ideal es proporcional
a su temepratura absoluta.
Otra forma de expresarla es
que por cada aumento de
temperatura de 1°C, el
volumen de un gas aumenta en
una cantidad
aproximadamente igual a 1/273 de su volumen a 0°C. Por tanto, si se calienta un gas hasta una temperatura dos
veces mayor que la inicial (en Kelvins) el volumen se duplica. En sintesis si se tiene un gas sometido a una presión
constante y se incrementa la temperatura, el gas se expande y su volumen aumenta. Si por el contrario, la
temperatura disminuye su volumen decrece.
LEY DE BOYLE – MARIOTTE : Esta ley afirma que el volumen de un gas disminuye cuando la presión que se ejerce
sobre él se aumenta, siempre y caundo la temperatura permanezca constante. Dicho en otras palabras: a
temperatura constante un gas, posee un volumen que es inversamente proporcional a su presión.
En esta gráfica podemos observar, que al aumentar la presión, el volumen disminuye. Esto concluye que la
presión y el volumen son inversamente proporcionales
APLICACIÓN DE LOS FLUIDOS:
FLUIDOS VITALES: La sangre está constituida por un líquidoy por millones de células. Su porción líquida recibe el
nombre de plasma. El volumen sanguíneo varía de un individuo a otro. Una de las variables que influye en el
volumen sanguíneo es la cantidad de grasa corporal. Así, mientras menos grasa tenga una persona en el cuerpo,
más sangre tiene por kilogramo.
La potencia que tiene que desarrollar el corazón para bombear la sangre, el volumen de la sangre y la resistencia
de las paredes de los vasos sanguíneos regulan la presión arterial. Así, la presión arterial aumenta de o disminuye
con la contracción y relajación de los ventrículos del corazón.
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12. El valor de la presión es máximo cerca a los ventrículos y
disminuye desde la aorta hacia las venas. El valor mínimo de la
presión se encuentra en las venas más cercanas a las aurículas,
en donde llega a ser incluso inferior a la presión atmosférica.
Esta diferencia de presión es necesaria para que la sangre fluya,
pues si la presión fuera la misma en todo el sistema, la sangre no
se desplazaría.
El esfignomanómetro es el aparato que se utiliza para medir la
presión arterial. Consta de un manómetro y de un brazalete
dentro del cual se puede insuflar aire. Cuando el brazalete se
llena de aire, se ejerce una fuerza sobre el brazo que hace que la
arteria se colapse y el flujo se inhiba. Al dejar escapar el aire, el
colapsamiento de la arteria se levanta y el flujo se vuelve
turbulento y ruidoso. Este flujo puede ser escuchado con ayuda
de un estetoscopio. Inmediatamente se toma el valor de la
presión; esta información corresponde al valor máximo de la presión arterial.
En la medida en que se va evacuando el aire del brazalete, el flujo sanguíneo se torna continuo y desaparece el
ruido de turbulencia. En este momento se realiza una segunda medición que corresponde al valor mínimo de la
presión sanguínea.
Las unidades más utilizadas para expresar la presión arterial son los milímetros de mercurio (mmHg).
El AIRE Y LA RESPIRACIÓN PULMONAR
Para que el aire entre a los pulmones se debe establecer una
diferencia de presión entre éstos y la presión atmosférica.
Durante la inspiración, los músculos intercostales se contraen
y elevan las costillas hacia afuera y arriba, mientras que el
diafragma, también por contracción, se aplana de tal manera
que la cavidad torácica es un espacio cerrado, el aumento de
volumen hace que la presión en los pulmones disminuya.
Como en el exterior la presión atmosférica es superior, el aire
se precipita por el conducto traqueal hasta los sacos aeréos, y
los pulmones se distienden al llenarse de aire.
Lograda la inspiración, los músculos intercostales se relajan,
las costillas vuelven a su posición inicial y el diafragma
recupera su forma de cúpula, mientras que los órganos abdominales hacen presión de abajo hacia arriba. Estos
factores hacen que la cavidad torácica disminuya su volumen y los pulmones puedan expulsar el aire que habían
inhalado. Al comenzar la espiración la presión del aire de los pulmones es superior a la presión atmosférica, lo
cual facilita la salida de dicho aire.
LOS FLUIDOS Y EL TRANSPORTE
Así como el ser humano ha sabido aprovechar los descubrimientos que ha hecho acerca de las fuerzas, las
presiones y los fluidos para construir medios de tranporte efectivos, los animales que se desplazan en el aire o en
el agua han desarrollado, a su vez, formas de autolocomoción adaptadas para sacar el mayor provecho del medio
en el que se encuentran. Existen similitudes entre las formas de locomoción de algunos animales y de distintos
medios de transporte modernos.
AUTOLOCOMOCIÓN CON LA REACCIÓN DEL MEDIO:
Al remar, por ejemplo, empujamos el agua hacia un lado (acción) y conseguimos
así que la barca se desplace hacia el
lado contrario (reacción).
Las alas de las aves actúan sobre el aire
como los remos de una barca sobre el
río: apoyándose en el aire con sus alas,
el ave se impulsa en su vuelo.
Los barcos utilizan sus hélices con el
mismo fin: apoyarse sobre el agua para
aprovechar su reacción y avanzar.
También los peces consiguen
impulsarse actuando sobre el agua que
los rodea mediante sus aletas, su cola y los movimientos del cuerpo.
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13. AUTOLOCOMOCIÓN SIN LA REACCIÓN DEL MEDIO:
La mayoría de los aviones comerciales utilizan un sistema de
impulsión diferente. Los motores de los aviones recogen el aire, lo
mezclan con el combustible y dejan salir los gases, resultantes de la
explosión, a gran velocidad por el extremo del motor. El proceso no
busca la reacción del medio, sino que se basa en las fuerzas de
acción-reacción entre el avión y
los gases que expulsan.
Curiosamente los cefalópodos
como los calamares y los
pulpos, también se sirven de un
mecanismo de acción-reacción
interna para impulsarse el
calamar expulsa violentamente el agua acumulada en sus cavidades. El
resultado es un brusco desplazamiento del calamar en el sentido contrario al
del chorro del agua que
expulsa.
La autonomía de
funcionamiento respecto al
medio de esta forma de autolocomoción llevó a los cientificos y
tecnicos a pensar en este sistema para resolver los problemas
de transporte de la investigación espacial. Los satélites y las
naves espaciales son puestos en órbita mediante gigantescos
cohetes. El combustible que usan es el hidrógeno (H) con
inmensos tubos por los que salen los gases de la combustión.
EL AGUA , UN FLUIDO VITAL: El agua
es un compuesto fundamental para la
vida. La utilizamos para beber para
asearnos, para recrearnos o como
medio de transporte. Sin el agua, la
tierra sería un desierto sin vida.
El agua es la molécula más abundante
en la biosfera, constituye el 65% y el
95% del peso de un ser vivo. En el
agua fue donde surgió la vida en la
Tierra, por está razón se le llama el líquido de la vida. Tiene un
comprtamiento extraño respecto a los demás líquidos, debido a que posee algunas propiedades muy
importantes para los seres vivos.
La molécula de agua está formada por dos átomos de hidrógeno unidos a
un átomo de oxígeno, por medio de enlaces covalentes. El ángulo entre los
enlaces es de aproxidamente 104,5°. Cada molécula de agua atrae a las otras
moléculas de agua de manera que entre ellas se establecen fuerzas de
atracción, debido a los llamados puentes de hidrógeno.
Esta estructura del agua es la responsable del comportamiento extraño que
tiene y algunas de sus propiedades son: acción disolvente, elevada fuerza de
cohesión, elevada fuerza de adhesión, elevado calor de vaporización y la
densidad del hielo es menor que la del agua.
La cohesión y la adhesión, son fuerzas que se presentan en el interior de los líquidos. Como resultado de estas
dos fuerzas, se presenta dos fenómenos:
1. LA TENSIÓN SUPERFICIAL: Es una delgada capa que se forma en la superficie de un líquido, la cual se
comporta como una membrana de material elástico.
2. LA CAPILARIDAD: Es el fenómeno que presentan los líquidos de de ascender o descender por tubos muy
delgados, como un cabello, conocidos como tubos capilares.
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14. IMÁGENES QUE HACEN RELACIÓN AL CALOR, TEMPERATURA, ENERGÍA, A LOS FLUIDOS CON SUS VARIABLES:
DENSIDAD, VOLUMEN, PRESIÓN, PRINCIPIOS DE PASCAL, ARQUÍMEDES ETC. ESCRIBE EN LA LINEA DE QUE
TEMATICA SE ESTA HABLANDO:
________________________________________________ ______________________________
______________________________________________________
__________________________________________________________
_____________________________
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15. _____________________________________________ ______________________________________
________________________________ _________________________________ _______________________-_
_______________________ ______________________ ________________________
Qué fenómeno se da en la
Arena___________________ ______________________________ _____________________________
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16. GLOSARIO Equilibrio térmico, Barómetro, densímetro o aerómetro, Presión, mercurio, fluido,
inmerso, inmersión, fuerza de flotación, presión atmosférica, altitud, tornado, fuerza
ascensional, caudal, gas, líquido, sólido, plasma, adhesión, aerostático, alvéolo,
capilaridad, cohesión, compactibilidad, emersión, densidad, emersión, empuje,
flotación, energía, fase, fuerza, arteria, átomo, meteorólogo, tensión superficial,
viscosidad, presión sanguínea, respiración, inspiración, espiración, diástole, sístole.
CRITERIOS DE 1. Revisión y sustentación de talleres, actividades en clase y casa, tareas,
EVALUACIÓN guías etc.
2. Puntualidad y orden en la entrega de actividades realizadas en clase y/o
casa.
3. Toma de apuntes con fechas respectivas.
4. Evaluación oral y escrita abierta o tipo icfes.
5. Qüices.
6. Participación en clase y responsabilidad académica.
7. Trabajos escritos con normas icontec y buena ortografía.
8. Exposiciones con apoyos de cartelera.
9. Evaluación no aprobada se desarrolla como taller y es prerrequisito
para las actividades de superación.
10. Puntualidad en la llegada, disposición para el trabajo, presentación
personal y disciplina en clase.
11. Los talleres, guías, evaluación deben desarrollarse en el cuaderno con
su pregunta y su respuesta respectiva.
12. Observación de videos y link conforme las temáticas en el blog
www.astridhurtadod.blogspot.com.
13. Contar con los materiales para el desarrollo de la clase:
Lecturas, talleres, guías, diccionario de español, cuaderno, materiales para la
expresión artística y libros.
AUTOEVALUACION DE MI 1. ¿Qué aprendí?
PROCESO ACADÉMICO 2. ¿Cómo lo aprendí?
3. ¿Cómo aplico ese conocimiento en la vida diaria?
4. ¿Has sido responsable con el cuidado de tu entorno y de tu lugar de
trabajo? Si___ No____ ¿Por qué?
5. Las temáticas trabajadas durante este periodo te parecieron:
a. Aburridas
b. Interesantes
c. Importantes
d. Innovadores
Si___No___ ¿Por qué?
¿Desarrolle las actividades en su totalidad y me preocupe por encontrar
explicaciones a las temáticas? Si_____ No______ ¿Por qué?
BIBLIOGRAFIA Ciencias Naturales 7. Editorial Santillana.
-Ciencia Investiguemos 7. Editorial Voluntad.
- Ciencia experimental 7. Grupo Editorial Educar.
-Descubrir 7. Grupo Editorial Norma.
-Ciencias, Vida, Ambiente y Naturaleza 7. Mc Graw Hill.
- Conciencia 8. Grupo Editorial Norma.
-Ciencias Integradas Cosmo 7, Editorial Voluntad.
-Navegantes 7 Grupo Editorial Norma
- Ciencias 7 Editorial Prentice Hall.
-Internet buscador Google
-www.astridhurtadod.blogspot.com-Ciencias Naturales y Educación Ambiental.
AHD.
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