GUÍA TEÓRICA PARA EXAMEN EXTRAORDINARIO CIENCIAS II Nombre del estudiante: ____________________________________________________________________________ 1. 2. 3. Clasificación de la física Clásica y moderna Ramas de la física clásica Cinemática, termodinámica, electromagnetismo, mecánica de fluidos, óptica y acústica. Clasificación de las propiedades La materia presenta diversas propiedades que la caracterizan, algunas de ellas identifican a toda la materia, por ello se les llama propiedades generales; otras, como las propiedades particulares de la materia sólida, precisan ciertas características de un grupo; y las que determinan las diferencias entre una sustancia y otra se llaman propiedades específicas. Las propiedades generales de la materia son: Entre las propiedades particulares de los sólidos están: Propiedades específicas: Densidad: es la cantidad de materia contenida en la unidad de volumen de una sustancia Estado de agregación: sólido, líquido, gaseoso y plasma. Solubilidad: es la propiedad de una sustancia A (sólida, líquida o gaseosa) de formar una solución homogénea con una sustancia B (líquida). La sustancia A se llama soluto y la sustancia B se llama solvente. Punto de ebullición: temperatura a la cual hierve un líquido y se transforma en gas o vapor. Punto de fusión: temperatura a la cual un sólido se funde para transformarse en líquido. Conductividad eléctrica: facilidad de permitir el paso de la corriente eléctrica. Viscosidad: resistencia de algunos cuerpos (líquidos) para fluir o deslizarse con facilidad. Tensión superficial: fuerza entre las moléculas de la superficie de un líquido. Oxidación: facilidad de los cuerpos para reaccionar con el oxígeno o bien para perder electrones al combinarse con otra sustancia. Brillo: propiedad de los cuerpos para poder reflejar o no la luz. La materia se clasifica en homogénea y heterogénea. 1 GUÍA TEÓRICA PARA EXAMEN EXTRAORDINARIO CIENCIAS II La materia homogénea es la que presenta una composición uniforme, en la cual no se pueden distinguir a simple vista sus componentes; en muchos casos, no se distinguen ni con instrumentos como el microscopio. Por ejemplo: el agua, la sal, el aire, la leche, el azúcar y el plástico. La materia heterogénea es aquella cuyos componentes se distinguen unos de otros, tal es el caso de la madera, el mármol, una mezcla de agua con aceite, o bien de frutas, entre otros. Propiedades extensivas dependen de la masa y las intensivas no dependen de la masa. Las propiedades cuantitativas son aquellas que se miden y las cualitativas son aquellas que solo se observan 4. 5. 6. 7. 8. Definición de propiedad Atributo o cualidad de la materia Definición de magnitud Todo lo que se puede medir Magnitudes fundamentales Son aquellas que se expresan por si mismas: masa, longitud, tiempo, temperatura, cantidad de sustancia, intensidad luminosa, intensidad de corriente eléctrica. Partes de una magnitud Número y Unidad Definición de magnitud derivada Son aquellas que en la combinación de las magnitudes fundamentales se derivan y que se pueden determinar a partir de ellas utilizando las expresiones adecuadas, son ejemplos: A (Área) = L2 V (Volumen) = L3 D (Densidad) = M/L3 A (Aceleración) = L/T2 F (Fuerza) = M • L/T2 E (Energía) = M • L2/T2 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. Elementos de la medición Operador, instrumento de medición, objeto y unidad Definición de medir Comparar cantidades con un patrón Definición de un patrón Modelo para medir una unidad, es inmutable, accesible, preciso reconocido universalmente Principales sistemas físicos y su característica Absoluto: su unidad fundamental es la masa y gravitacional: su unidad principal es el peso Significado de m. k. s y c. g. s m.k.s: metro, kilogramo, segundo c.g.s: centímetro, gramo, segundo Sistemas de medición Sistema internacional, Sistema Métrico Decimal y Sistema Ingles Uso de la gráfica Representación de datos experimentales Variables en una gráfica y su ubicación en el plano cartesiano Variable independiente en el eje de las x´s y variable dependiente en el eje de las y´s Definición de interpolación Es predecir datos a partir de una tabulación o gráfica, un valor desconocido que se encuentra entre dos valores conocidos, son reales y confiables. Definición de extrapolación Consiste en prolongar la gráfica para obtener valores fuera del intervalo experimental, son poco confiables. Diferencia entre la masa y el peso La masa es absoluta y constante en el Universo y el peso depende de la gravedad del lugar en el que se encuentre. Tipos de interacciones Directa o por contacto (requiere ser tocado el objeto) y a distancia (no requiere contacto). Magnitud vectorial Se utiliza para indicar cantidades en movimiento y requieren para quedar definidas la dirección y el sentido, se representa por una flecha en la parte superior de una cantidad. 2 GUÍA TEÓRICA PARA EXAMEN EXTRAORDINARIO CIENCIAS II 22. Magnitud escalar Es aquella que queda completamente definida por su medida. 23. Partes de una magnitud escalar Número y Unidad. 24. Partes de una magnitud vectorial Número, unidad, dirección y sentido 25. Movimiento relativo y absoluto Relativo cuando los dos objetos como referencia de movimiento se encuentran en movimiento y absoluto cuando uno de ellos se encuentra en reposo y el otro en movimiento. 26. Definición de cuerpo libre Dibujo sencillo con la representación de fuerzas que actúan sobre un objeto para obtener la resultante. 27. Suma de vectores matemáticos Teorema de Pitágoras: R= A2 B 2 28. Suma de vectores gráfico Paralelogramo: para sumar dos vectores no paralelos, se dibujan los vectores haciendo coincidir sus orígenes, se trazan líneas auxiliares a cada vector que pasen por los extremos y la diagonal es la resultante; triangulo; para sumar dos vectores perpendiculares, se dibujan los vectores haciendo coincidir sus orígenes, se cierra el triangulo y esta es la resultante; polígono: para sumar más de dos vectores: se dibujan los vectores uno seguido del otro con su dirección y sentido adecuado y al cerrar el polígono se obtiene la resultante. 29. Instrumento utilizado para medir la masa Balanza 30. Instrumento utilizado para medir el peso Báscula 31. Unidades de la masa en sistema m.k.s y c.g.s En m.k.s kilogramo y en c.g.s gramos 32. Unidades del peso en el sistema m.k.s y c.g.s En m.k.s Newton y en c.g.s Dina 33. Definición de una onda Energía en movimiento que se transfiere de partícula a partícula sin pérdida de materia. 34. Partes de una onda Cresta (parte más alta de la onda), valle (parte más baja de la onda), nodo (cruce del movimiento ondulatorio y la línea de equilibrio), elongación (como va creciendo la onda), amplitud (Ancho de la onda hacia cresta o valle), línea de equilibrio y longitud de onda (distancia de cresta a cresta o valle a valle). 35. Requisitos para formar una onda Fuente emisora, medio elástico (sólido, líquido o gas). En el vació no hay transmisión de sonido. 36. Fenómenos del movimiento ondulatorio Reflexión; la onda rebota al llegar a una superficie lisa, refracción: la onda cambia de dirección al cambiar de medio elástico y absorción: parte de la onda se absorbe en una superficie porosa. 37. Tipos de movimiento ondulatorio Longitudinal: la onda y la partícula se mueven en la misma dirección, Transversal: la onda y la partícula se mueven en dirección perpendicular, Oscilatorio: movimiento de repetición de ida y regreso, Resonancia: oscilación natural de los cuerpos. 38. Definición de trayectoria Es la línea descrita por el cuerpo durante su movimiento (el camino que recorre). 39. Definición de desplazamiento y distancia La distancia es la longitud del camino recorrido (medir la trayectoria) y el desplazamiento nos indica el cambio de posición del cuerpo durante su movimiento. 40. Movimiento rectilíneo uniforme Es aquel donde la velocidad del cuerpo se mantiene constante. 41. Graficas en movimiento rectilíneo uniforme v d d=área v t t 3 GUÍA TEÓRICA PARA EXAMEN EXTRAORDINARIO CIENCIAS II 42. Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado Es aquel en que la velocidad varía en magnitud, pero la aceleración se mantiene constante. 43. Características del movimiento acelerado La aceleración es positiva si la velocidad del móvil está aumentando y negativa si disminuye. 44. Graficas del movimiento acelerado d a v v= área Vi d= área t t t 45. Características de caída libre La aceleración cerca de la superficie de la Tierra se considera igual a 9.81 m/s2, la velocidad inicial es cero a partir del punto en que se suelta o cae el objeto. Galileo concluyó que si pudiéramos eliminar totalmente la resistencia del medio, todos los objetos caerían a igual velocidad si se dejan caer desde la misma altura. 46. Características del tiro vertical Se requiere de una velocidad inicial en forma vertical en contra de la gravedad, al llegar a su punto más alto su velocidad es cero y al caer su velocidad final es igual a la velocidad inicial 47. Leyes de Newton Primera: Inercia: Todo cuerpo continúa en su estado de reposo o movimiento, a menos que sobre él actué una fuerza externa. Segunda: Relación entre aceleración y fuerza: La fuerza es una acción que un cuerpo ejerce sobre otro: A mayor masa, mayor fuerza y menor aceleración. Tercera: Acción- reacción: A toda fuerza de acción, le corresponde una fuerza de reacción de igual magnitud y dirección pero en sentido contrario. 48. Instrumento para medir la fuerza Dinamómetro 49. Equivalencia de la Dina y el Newton Newton= kilogramo (m/s2) y Dina= gramo (cm/s2) 50. Definición de fricción Resistencia al movimiento relativo entre dos cuerpos en contacto. 51. Definición de fuerza centrífuga y centrípeta Centrípeta: fuerza dirigida hacia el centro de una trayectoria curva Centrífuga: Fuerza que huye del centro de una trayectoria curva 52. Modelo geocéntrico y heliocéntrico Geocéntrico: La Tierra es el centro del Universo y los demás planetas giran a su alrededor (Modelo de Ptolomeo) Heliocéntrico: El Sol es el centro del Universo y los demás planetas giran a su alrededor (Modelo de Copérnico) 53. Definición de la gravedad Propiedad que posee cualquier cuerpo debido a su masa 54. Ley de la gravitación Universal Todos los cuerpos se atraen entre sí debido a su masa 55. Leyes de Kepler Primera: cada planeta se mueve en órbita elíptica con el Sol en uno de sus focos Segunda: La línea entre el Sol y cada planeta, recorre áreas iguales en tiempos iguales, es decir, van más rápido cuando can más cerca del Sol. Tercera: Para cada planeta, el cuadrado del tiempo que tarda su año, es proporcional al cubo de su distancia promedio al Sol. 56. Definición de energía Es todo aquello que tiene la capacidad de producir trabajo La energía mecánica se divide en energía potencial (o gravitatoria, depende de la altura y masa del cuerpo) y la energía cinética (depende de la masa y la velocidad del cuerpo) 57. Principio de conservación de la energía La energía no se crea ni se destruye solo se transforma en otro tipo de energía útil. 58. Equivalencia del Joule y Ergio Joule= N (m) y Ergio= Dina(cm) 59. Formas de energía 4 GUÍA TEÓRICA PARA EXAMEN EXTRAORDINARIO CIENCIAS II 60. 61. 62. 63. 64. 65. 66. 67. 68. 69. 70. 71. 72. 73. 74. 75. 76. 77. Eólica (se genera a partir del movimiento del aire), hidráulica (se genera a partir del movimiento del agua), química (se genera a partir de una reacción química), termoeléctrica (se genera a partir del vapor de agua), nuclear (se genera a partir de la fisión), solar (se obtiene del Sol), Definición de potencia Es una medida de la rapidez con que se realiza un trabajo Equivalencia del watt Watt = joule/segundo Diferencia entre fusión y fisión Fusión: unión de átomos Fisión: división del núcleo de un átomo Transformación de la energía De eléctrica a mecánica y viceversa De calorífica a eléctrica De química a mecánica y viceversa Definición de trabajo Producto escalar de la fuerza que se le aplica a un cuerpo por el desplazamiento del objeto Partes de una combustión Combustión = comburente + combustible (se requiere un iniciador=chispa) Características de la primera y segunda revolución industrial Primera: el principal combustible es el carbón y se utiliza la combustión externa en la máquina de vapor Segunda: el principal combustible es el petróleo y se utiliza la combustión interna en los automóviles Características del petróleo Oleoso, denso, de color oscuro, con olor a azufre Clasificación del petróleo Crudo liviano o ligero mayor a 31.3 °API Crudo medio o mediano entre 22.3 y 31.3 °API Crudo extra pesado menor a 10 °API Crudos de México Maya 22 °API pesado Olmeca 30°API extra ligero Istmo 34°API ligero Características del nacimiento de una estrella La gravedad une el polvo cósmico, el elemento principal es el hidrógeno, la fusión de dos hidrógenos forma helio y desprende energía la cual es la principal defensa en contra de la gravedad que sigue queriendo comprimirla durante la mayor parte de su vida. Colores de las estrellas y su significado De menor a mayor color rojo, amarillo, azul, violeta, siendo el rojo el de menor contenido calorífico. Características de la muerte de una estrella Se acaba el hidrógeno y se convierte por fusión en el elemento más pesado, formando por última opción una costra que finalmente explota convirtiéndose en una súper nova. Se acaba el hidrógeno, y si se encuentra cerca de otra estrella le roba su hidrógeno hasta excederse y explotar para formar una súper nova. Se convierte en estrella de neutrones y en su máxima reducción de espacio se convierte en un agujero negro. Definición de modelo Representación simplificada de la realidad para comprender y explicar lo que no podemos ver. Diferencia entre aristotélicos y atomistas Aristotélicos: la materia es continua (una sola pieza) Atomistas: La materia está hecha de pedacitos –discontinuaModelos del átomo Dalton (esfera compacta), Demócrito (parte más pequeña dividida con las manos), Thomson (esfera con cargas positivas y negativas en equilibrio), Perrín (esfera con carga positiva en el núcleo y negativa en la superficie), Rutherford (el átomo tiene espacios vacíos), Bohr (el átomo tiene niveles energéticos), Sommerfeld (el átomo tiene subniveles de energía), Schrödinger (el átomo tiene orbitales). Aportaciones adicionales al experimento de Thomson Rayos x, descubrimiento del electrón y protón Modelo cinético de partículas Sus iniciadores (Bernoulli y Hooke) realizan estudios en gases acerca del movimiento y choque de partículas, la teoría es desarrollada por Boltzmann y Maxwell 5 GUÍA TEÓRICA PARA EXAMEN EXTRAORDINARIO CIENCIAS II 78. Partes del átomo con su carga En el núcleo el protón con carga positiva y el neutrón con carga neutra y girando a su alrededor en orbitas elípticas los electrones con carga negativa. 79. Calculo de electrones, protones y neutrones # Electrones = # Protones = Número atómico # Neutrones = Masa atómica – Número atómico 80. Tipos de cargas Positiva y negativa 81. Definición de carga y sus unidades Partícula con características eléctricas a saber positiva (protón) o negativa (electrón) 82. Ley que estudia la atracción o repulsión entre cargas Ley de Coulomb: la fuerza electrostática entre dos cargas puntuales es proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa, y tiene la dirección de la línea que las une. La fuerza es de repulsión si las cargas son de igual signo, y de atracción si son de signo contrario. 83. Definición de densidad Es una medida de cuánto material se encuentra comprimido en un espacio determinado; es la cantidad de masa por unidad de volumen. 84. Instrumento para medir la densidad Densímetro 85. Definición de molécula y compuesto Molécula: unión de dos o más átomos iguales Compuesto: Unión de dos o más átomos diferentes 86. Diferencia entre calor y temperatura Calor: energía en movimiento Temperatura: medición del calor Termómetro: instrumento para medir la temperatura Calorímetro: instrumento para medir el calor suministrado o retirado a un cuerpo. 87. Definición de equilibrio térmico y dirección del flujo de calor Es cuando dos cuerpos alcanzan la misma temperatura La dirección del flujo de calor siempre es del cuerpo de mayor temperatura al de menor temperatura, es un proceso irreversible 88. Mecanismos de transferencia de calor Conducción: se requiere el contacto entre cuerpos, Convección: se lleva a cabo por diferencia de densidades, Radiación: emite luz por ondas electromagnéticas. 89. Características de la combustión externa y pasos de la combustión interna Combustión externa: se lleva a cabo por medio de presiones muy altas de vapor Combustión interna: se lleva a cabo por la expansión en una explosión, sus pasos son admisión, compresión, explosión y descarga de gases. 90. Ley general de los gases Surge como resultado del conocimiento obtenido de la Ley de Boyle, la Ley de Charles y la Ley de Avogadro, describen las propiedades de los gases: volumen, presión y temperatura absoluta 91. Tipos de procesos en los gases Isocórico (el volumen es constante), isobárico (la presión es constante) e isotérmico (la temperatura es constante). 92. Sistema cerrado y abierto Sistema cerrado: no hay transferencia de materia del exterior al interior del sistema. Sistema abierto: hay transferencia de materia del exterior al interior del sistema. Sistema semi abierto o semi cerrado: hay transferencia de masa del interior al exterior del sistema de forma controlada. 93. Definición de dilatación y contracción Dilatación: aumento del volumen por efecto de la temperatura. Contracción: disminución del volumen por efecto de la temperatura. 94. Definición de calor específico y calor latente Calor específico: calor necesario para aumentar o disminuir la temperatura de un sistema. Calor latente: calor necesario para cambiar de estado de la materia. 95. Definición de presión Relación que existe entre una fuerza y la superficie sobre la que se aplica 96. Definición de presión atmosférica Presión que ejerce el aire sobre la Tierra. 6 GUÍA TEÓRICA PARA EXAMEN EXTRAORDINARIO CIENCIAS II 97. Instrumento para medir la presión atmosférica Barómetro 98. Principio de pascal El incremento de la presión aplicada a una superficie de un fluido incompresible (liquido), contenido en un recipiente indeformable, se transmite con el mismo valor a cada uno de las partes del mismo. 99. Tipos de fluidos y quien los estudia Fluidos líquidos estudiados por la hidráulica Fluidos gaseosos estudiados por la neumática 100. Tipos de fatigas Tensora: las fuerzas aplicadas son hacia afuera del cuerpo. Compresora: las fuerzas aplicas son hacia el centro del cuerpo. Cortante: el movimiento del cuerpo es en dirección paralela a la fricción. 101. Ley de Hooke Establece la relación entre el alargamiento o estiramiento longitudinal y la fuerza aplicada. La elasticidad es la propiedad física en la que los objetos con capaces de cambiar de forma cuando actúa una fuerza de deformación sobre un objeto. El objeto tiene la capacidad de regresar a su forma original cuando cesa la deformación. 102. Principio de Arquímedes Establece que todo cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido experimenta una fuerza ascendente o empuje igual al peso de fluido desplazado. 103. Estados de la materia Sólido, líquido, gas, plasma y condensado de Bose. Einstein. 104. Cambios de estado de la materia De sólido a líquido: fusión De líquido a sólido: solidificación De líquido a gas: evaporación De gas a líquido: condensación De sólido a gas: sublimación De gas a sólido: sublimación inversa o deposición. 105. Partes de un imán Polo norte y polo sur 106. Materiales magnéticos Ferromagnéticos: son fuertemente atraídos a un imán, paramagnéticos: son medianamente atraídos a un imán y diamagnéticos: no son atraídos a un imán. 107. Definición de electroimán El electroimán es un tipo de imán en el que el campo magnético se genera mediante la circulación de una corriente eléctrica a través de un conductor. 108. Usos de un electroimán Timbre, grúas, motores eléctricos. 109. Experimentos de Oersted y Faraday Oersted descubrió que el flujo de una corriente eléctrica a través de un conductor genera un campo magnético a su alrededor y Faraday Observó que un imán en movimiento a través de una bobina induce en ella una corriente eléctrica 110. Ley de Ohm El flujo de corriente en ampere que circula por un circuito eléctrico cerrado, es directamente proporcional a la tensión o voltaje aplicado, e inversamente proporcional a la resistencia en ohm de la carga que tiene conectada 111. Características de un circuito en serie y paralelo y su diferencia entre ellos Circuito en serie: las resistencias se encuentran una seguida de la otra y si una se descompone las demás dejan de funcionar. Circuito en paralelo: las resistencias se encuentran separadas por nudos y si una se descompone las demás siguen funcionando. 112. Tipos de espejos Plano, Cóncavo y Convexo 113. Partes de un espejo cóncavo C= centro F= foco c f v V= vértice 7 GUÍA TEÓRICA PARA EXAMEN EXTRAORDINARIO CIENCIAS II 114. Imágenes en espejos cóncavos Si el objeto se encuentra en el centro se forma una imagen real, en el centro, invertida y del mismo tamaño. Si el objeto se encuentra entre el centro y el foco se forma una imagen real, atrás del centro, invertida y de mayor tamaño. Si el objeto se encuentra en el foco no se forma imagen. Si el objeto se encuentra después del foco se forma una imagen virtual, afuera del espejo, derecha y de mayor tamaño. 115. Clasificación de lentes divergentes Biconvexa, plano convexa y menisco divergente 116. Clasificación de lentes convergentes Bi cóncava, plano cóncava y menisco convergente 117. Definición de espectro electromagnético El espectro electromagnético (o simplemente espectro) es el rango de todas las radiaciones electromagnéticas posibles y está compuesto por una onda eléctrica y una magnética. 118. Definición de espectro visible Es el espectro de radiación electromagnética que es visible para el ojo humano. 119. Longitud de onda de los colores 120. 8 El violeta es el de menor longitud de onda pero el de mayor contenido de energía y el rojo el de mayor longitud de onda pero el de menor contenido de energía. Formación del arco iris La luz blanca del sol está compuesta de varios colores: el rojo, el naranja, el violeta, el negro, el celeste, el añil y el violeta. Esto puede verse a través de un prisma traslúcido, el cual se encarga de descomponer la luz solar en los colores que la componen La formación del arco iris ocurre cuando la luz del sol atraviesa gotas de lluvia que se encuentran en el aire, las cuales actúan como prisma dando forma al arco iris. La luz del sol atraviesa las gotas y se quiebra a un ángulo de 138º de la dirección de la que provenía.