Mapa conceptual: La energía

Pasatiempo: el alquimista

En esta ocasión, el alquimista, harto de buscar la piedra filosofal, ha intentado sacar plata del matraz, pero tampoco lo ha conseguido. Lo que ha obtenido se parece un poco a la plata, pero ni mucho menos lo es. Si eliminas del matraz las letras que estén repetidas, las que sobren, debidamente combinadas formaran el nombre de este elemento químico.

Problemas de energía

Repaso:
Fórmulas:

Epotencial = m. g. h

Ecinética = ½ m. v2                           Emecánica = Energía cinética + energía potencial

Los resultados se dan en el Sistema Internacional.

Problemas “tipos” resueltos:

  • Una maceta de 2 kg de masa está situada a 3 m de altura. ¿Qué energía potencial posee?
    Sacamos los datos, escribimos la fórmula, sustituimos y resolvemos:

Epotencial = m. g. h = 2 kg. 9,8 m/s2 . 3m = 58,8 J

  • Una maceta situada a 3 m de altura tiene una energía potencial de 45 J. ¿Cuál es su masa?
    Sacamos los datos, escribimos la fórmula y resolvemos:

Epotencial = m. g. h                              Despejamos la masa:  m= Ep/g.h

Sustituimos los datos:

m= 45 J / 9,8 m/s2 . 3m = 45/ 29,4 = 1,5 kg

 

  • Una maceta de 4 kg de masa tiene una energía potencial de 392 J. ¿A qué altura del suelo está situada?
    Sacamos los datos, escribimos la fórmula, sustituimos y resolvemos:

Epotencial = m. g. h                              Despejamos la altura:  h= Ep/g.m

                                       h= 392 J / 9,8 m/s2 . 4 kg = 392/ 39,2 = 10 m

  • Un cuerpo de 5 kg de masa viaja a una velocidad de 8 m/s. Calcula su energía cinética.
    Sacamos los datos, escribimos la fórmula, sustituimos y resolvemos:

Ecinética = ½ m. v2  = ½ . 5kg . 82 = 160 J

  • Un coche que se mueve con una velocidad de 5 m/s tiene una energía cinética de 100 julios ¿cuál es la masa del coche?
    Sacamos los datos, escribimos la fórmula, sustituimos y resolvemos:

Ecinética = ½ m. v2                 Despejamos la masa: m = 2. Ec/ v2

m = 2. Ec/ v2 = 2. 100J / 52 = 200J / 25 = 8 kg

  • Un pájaro de 0,5 kg se encuentra a una altura de 15m y vuela a una velocidad de 10m/s. Calcula su energía mecánica. Dato: g= 9,8 m/s2

Sacamos los datos, y a continuación, escribiéndo las fórmulas, calculamos la energía cinética y la potencial.

Ecinética = ½ m. v2 = ½ . 0,5kg . 102 = 25 J
Epotencial = m. g. h = 0,5 kg. 9,8 m/s2 . 15m = 73,5 J

Emecánica = Energía cinética + energía potencial

Sumamos:            Em= 25 J + 73,5 J = 98,5 J


Problemas para resolver

 

  1. ¿Qué energía cinética tiene una furgoneta de 450kg de masa que circula a
    100km/h? Expresa el resultado en el S.I. 173.562,5 J
  2. ¿Cuál es la energía potencial de un hombre de 76kg que se encuentra a 65m de altura? 48.412 J
  3. Una grúa eleva una carga de 350kg. ¿A qué altura debe subir para que adquiera una energía potencial de 200.000J? 58,31m
  4. Un ascensor está a 20 metros de altura con 3 toneladas de masa en su interior. ¿Qué energía potencial tendrá? 588.000 J
  5. Halla la masa de un coche que va por una autopista a una velocidad constante de 108km/h, sabiendo que su energía a dicha velocidad es de 675.000J. 1.500kg.
  6. Una maceta situada a 10 m de altura tiene una energía potencial de 85 J. ¿Cuál es su masa en el S.I.? 0,86 kg
  7. Un balón de 0,3 kg de masa rueda con una velocidad de 10 m/s. ¿Qué energía cinética posee? 15 J
  8. ¿Qué energía cinética tiene una persona de 50 kg de masa que corre a una velocidad de 10 km/h? 192,9 J
  9. Un balón de fútbol que rueda a una velocidad de 36 km/h posee una energía cinética de 55 julios. ¿Cuál es su masa? 1,1 kg
  10. ¿A qué altura debe estar elevado un costal de 50kg para que su energía potencial sea de 34.354J? 70,11m
  11. Una maceta cae de un balcón a una velocidad de 9,81m/s adquiriendo una energía cinética de 324J, ¿cuál es su masa? 6,73kg
  12. Si la energía potencial de una pelota de golf al ser golpeada es de 54,68J, ¿cuál será su masa si alcanza una altura de 28m? 200 g
  13. Calcula la energía mecánica de un cochecito de 2kg que rueda por encima de una mesa a 1m/s y a 1m de altura. 20,6J
  14. En un determinado momento un águila de 4,2 kg vuela a una altura de 80 m . Si en dicho momento tiene una energía mecánica de 3462,9 J, ¿cuál es su energía cinética? 170,1 J
  15. Un cuerpo de 1250kg cae desde 50m, ¿cuál es su energía potencial en lo alto? 612.500J
  16. Un cuerpo de 1,5kg de masa se desplaza en horizontal desde los 50m. Determinar la energía potencial y cinética a los 50m de altura si se mueve con una velocidad de 9 m/s. Halla también la energía mecánica. 735J – 60,75 J y 795,75 J
  17. Una piedra de 5 kg de masa tiene una energía potencial de 403 J. ¿A qué altura del suelo está situada la piedra? 8,2 m
  18. Calcula la energía mecánica de una pelota de 0, 2kg que rueda por encima de una mesa a 2m/s y a 1,5 m de altura. 3,34 J

 

 

Actividades de cinemática: posición, desplazamiento y distancia recorrida

Cuadernillo de actividades para diferenciar estos tres conceptos de la cinemática, además de la trayectoria. En este curso no se habla para nada de vectores. Todo se hace de forma escalar y gráfica.

Trayectoria: Es el camino que sigue el móvil.
Distancia recorrida: Es la longitud de dicha trayectoria. En el S. I. viene expresada en metros.
Posición: Es la distancia que hay entre donde se encuentra el móvil en un momento determinado y la referencia.
Desplazamiento: Es la distancia entre la posición final y la inicial. En el S. I. viene expresada en metros.

Pincha en el enlace inferior:

Cinematica 2º ESO Lomce

Mapa conceptual: Tipos de energía

Esquema de cómo puede presentarse la energía. Pincha en la imagen para vela más grande:

Diferencias entre masa y peso

Con la información dada en las imágenes , realiza las siguientes actividades:

  1. ¿Cuál será el peso en la superficie terrestre de un cuerpo cuya masa es de 60 kg?Sol: 588 N
  2. Calcula la masa de un cuerpo que pesa 100 N en Saturno. Sol: 10,98 kg
  3. Tom desea atrapar a Jerry  pero se equivoca en los cálculos y va a parar a Marte. Suponiendo que la masa de Tom es de 35 kg, calcula su peso en dicho planeta, en N. (Gravedad de Marte: 3,71 m/s2 ). Sol: 129,8 N
  4. Si la gravedad de la Tierra es de 9,8 m/s2 y la de la Luna es de 1,6 m/s2, calcula tu propio peso en la Tierra y en la Luna en el SI.
  5. Calcula el peso en la Luna de un astronauta que en la Tierra pesa 803,6 N. Exprésalo en N. Sol: Masa en la Luna es la misma que en la Tierra. m= 82 kg. El peso en la Luna es: 131,2 N
  6. El peso de un niño en la Tierra es de 441 N. ¿Cual es el peso del niño en Marte? ¿Cual es su masa en la Luna? ¿Y su peso en la Luna? Datos: g en Marte = 3,7 m/s2 ; g en la Luna = 1,6 m/s2       Sol: 166,5 N, 45 kg, 72 N

Leemos el recibo de la luz

Presentación para aprender cómo se lee un recibo de la luz, y se han aprovechado los datos para hacer actividades de cambios de unidades, proporciones, ahorro energético y energía.

Diversidad de la materia

Clasificación de la materia a un nivel de 2º  de la ESO.

 

Propiedades de los elementos químicos

Pinchando en la  imagen inferior,  se llega a una página en el que se puede ver todas las propiedades de los elementos químicos. Está clasificada por historia, propiedades físicas, termodinámica, tamaño, estructura atómica y más.

 

Resumen: Fuentes de energía

Resumen sobre las fuentes de energía renovables y no renovables para un nivel de 2º ESO. En él vemos las fuentes de energía, su aprovechamiento, la cantidad de energía producida y el impacto ambiental.

Fuente Aprovechamiento Cantidad de energía
producida
Impacto ambiental

No
reno
va
bles

Combus
tibles
fósiles
(carbón, petróleo,
gas natural)
Combustión directa (calefacción, transporte)
Obtención de electricidad: central térmica
Controlada Emisión de CO2 y otros gases.
Aumento del efecto invernadero.
Lluvia ácida.Vertidos de combustibles.
Alteración del terreno: pozos petrolífero, gaseoductos, minas de carbón.
Materia
les
radiac
tivos
Obtención de electricidad: central nuclear Controlada Residuos radiactivos.
Accidentes con emisiones radiactivas.
Ocupa mucho espacio la central y los almacenes de residuos.
 

 

 

Renova
bles

Biomasa y biocom
bustible
Combustión directa Controlada La fotosíntesis de las plantas compensa las emisiones de CO2 Se necesita mucho terreno para los cultivos.
Tala de bosques.
 

 

 

Agua

Directo: molinos de agua Depende del caudal del río No emite Muy escaso
Obtención de electricidad: central hidroeléctrica Depende de la cantidad de lluvia No emite Alteración del paisaje.
Pueblos sumergidos
Obtención de electricidad: central mareomotriz Depende de las mareas No emite Alteración del medio marino
Viento Directo: molinos de viento Depende de la cantidad de viento No emite Muy escaso
Obtención de electricidad: central eólica. No emite Alteración importante del paisaje.
Ruidosos.
Alteran el hábitat de las aves y otros animales
Tierra Obtención de calor: energía geotérmica Controlada. Sólo en zonas muy concretas No emite Perforación del terreno.
Alteración del subsuelo.
Sol Directo: energía solar térmica Depende de la meteorología  

No emite

Muy escaso
Obtención de electricidad: central solar térmica No emite.
La fabricación de paneles requiere materiales contaminantes.
La instalación ocupa mucho terreno.
Paneles y placas usan materiales contaminantes.
Cuidados en la fabricación y eliminación de paneles.
Obtención de electricidad: central fotovoltaica Depende de la cantidad de rayos de sol.

Impacto medioambiental de la electricidad

La energía eléctrica es una energía limpia en el lugar en el que se utiliza, pues no produce ningún tipo de residuos. Pero no sucede lo mismo en el momento de la producción o el transporte.

Impacto durante la producción

El daño ocasionado depende del tipo de central . Pincha en la imagen para ampliarla.

Impacto en el transporte

La energía eléctrica se transporta a través de líneas de alta tensión que ocupan terreno a lo largo de todo el territorio.
El peligro de que se produzcan descargas e incendios ha hecho de que se talen muchos árboles situados junto a los tendidos eléctricos, lo que conlleva un impacto medioambiental terrestre. También altera la vida de las aves de la zona.
La corriente que circula por los cables crea efectos magnéticos, sobre los que actualmente se debate si pueden producir alteraciones en la salud de los seres vivos que viven alrededor.

Accidente doméstico

Tu profesora de Ciencias de la Naturaleza ha realizado en el laboratorio un accidente doméstico que le ocurrió el otro día: ha cogido un salero de cristal lleno de sal y lo ha roto de forma que los trocitos de cristal que se han formado son del tamaño de los granos de sal.
Os pide que recuperéis la sal de manera que no contenga ningún trocito de cristal. Para ello os da los pasos que hay que seguir, pero desordenadamente, y os dice que los tenéis que ordenar para realizar correctamente la experiencia.

1.- Colocar un embudo sobre un vaso de precipitado.

2.- Agitar con una cucharilla.

3.- Verter el agua con los trocitos de cristal y sal en un embudo.

4.- Poner papel de filtro en un embudo.

5.- Añadir agua.

6.- Dejar evaporar o calentar.

7.- Echar la sal con los trocitos de cristal en un vaso de precipitado.

Escribe la secuencia de pasos que crees correcta. Hay varias posibilidades.

Puzzle de la tabla periódica

Pincha en la imagen inferior para que te lleve al puzzle:

Animación: Fases de la luna

Animación para comprender las fases de la Luna. Pincha en la imagen.

Experimento de Ingenhousz

Jan Ingenhousz (8 de diciembre de 1730 – 7 de septiembre de 1799) fue un médico, botánico y físico británico de origen holandés que está enterrado en Calne, Inglaterra. Realizó un experimento en 1789, que lleva su nombre, para estudiar la conductividad de diferentes materiales mediante varillas , recubiertas de cera y calentadas por un extremo.

El aparato donde realizó su experimento está formado por un recipiente de latón unido a una serie de varillas de igual longitud y diámetro de distintos metales, recubiertos por cera.

  APARATOINGENHOUSZ

 

Al llenarlo con un líquido caliente, el calor se transmite a los diferentes materiales por el que circula a distintas velocidades en función de su conductividad térmica, cosa que se comprueba por el tiempo que tarda en fundir la cera que los recubre. La cera se funde desigualmente, según el poder conductor de cada varilla.

APARATOINGENHOUSZ1

 

La conductividad térmica es una propiedad física de los materiales que mide la capacidad de conducción de calor.

En un primer experimento con varillas de cobre, aluminio, latón y hierro, obtuvo lo siguiente:

  Ingen

Datos conductividades (W/m.K) (vatio/ kelvin.metro):

Cu= 385     Al= 205       Latón= 109         Fe= 80,2

Contesta a las siguientes preguntas:

  1. ¿Qué conclusión se puede sacar de estos 4 materiales?
  2. Ordena los materiales utilizados en la experiencia anterior en orden creciente de su conductividad térmica según los resultados obtenidos en el primer experimento.
  3. ¿Coinciden con los datos reales de sus conductividades?.
  4. Realiza un dibujo que muestre la experiencia de Ingenhousz donde se utilicen varillas de plomo, acero, vidrio y plata sabiendo que sus conductividades en el S.I son:

Acero= 47 – 58     Plomo= 34     Plata= 406   Vidrio= 0,6-1

5. ¿Qué relación sacas entre la cera y la conductividad de cada sustancia en este último experimento?

 

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