Esta unidad interactiva requiere la máquina virtual de Java J2RE.
Modificado de Proxecto EDAD

Polo tanto, definimos o movemento como o cambio de posición dun corpo ao longo do tempo respecto a un sistema de referencia.

O móbil, é dicir o corpo en movemento, describe un camiño que chamamos traxectoria e que tamén é relativo, xa que depende do sistema de referencia. Non debemos confundir este concepto co desprazamento, que é a distancia en liña recta entre a posición inicial e final.

Esta unidad interactiva requiere la máquina virtual de Java J2RE.

Modificado de Proxecto EDAD

Outro concepto importante que xa coñeces é o de velocidade. Lembra que é unha magnitude derivada que se pode definir como o espazo percorrido por un móbil nunha determinada dirección e sentido en relación ao tempo empregado en percorrelo. Se non temos en conta a dirección e o sentido do desprazamento debemos utilizar o concepto de rapidez. Polo tanto, a velocidade é unha magnitude vectorial mentres que a rapidez é escalar.

$$v=\displaystyle\frac{\Delta x}{\Delta t}$$

En ámbolos dous casos a unidade no S.I. é o metro/segundo (m/s).

O movemento rectilíneo e uniforme.

Un móbil pode describir diferentes traxectorias: rectilíneas e curvilíneas, que á súa vez poden ser circulares, elípticas ou parabólicas. Consecuentemente, o movemento será rectilíneo se ó móbil describe unha traxectoria rectilínea. Porén, o movemento real case sempre é unha combinación de diversos tipos.

Se ademais dunha traxectoria rectilínea o móbil se despraza a unha velocidade constante, teremos un movemento rectilíneo e uniforme (mru). Este tipo de movemento descríbese matematicamente coa seguinte ecuación:

$$x=x_0+vt$$

onde x é é a posición final do móbil (en m), x₀ a posición inicial (en m), v a velocidade (en m/s) e t o tempo empregado (en segundos).

Imaxina un tren que se move cun mru dende Vigo a Santiago. Ao chegar a Vilagarcía (a 40 km de Vigo) pomos o cronómetro en marcha e parámolo logo de media hora. Se a velocidade do tren é de 80 km/h, a que distancia estaremos de Vigo nese instante en que paramos o cronómetro?

V=40000+(22×1800)=79600 m=79,6 km

Fíxate en que debemos poñer as magnitudes nas unidades correctas

Esta sería a resposta: estaremos a unha distancia de Vigo de 79,6 km.

Representación gráfica do movemento.

Para facer o estudo experimental dun movemento debemos anotar os valores da distancia percorrida en cada unidade de tempo, ordenar estes valores nunha táboa e finalmente, facer a representación gráfica nun eixo de coordenadas.

Imaxina un coche de xoguete que poñemos enriba dunha liña recta (traxectoria) debuxada na mesa, e paralelamente a esa liña poñemos unha regra. Preparamos o cronómetro e poñemos en marcha o coche. Ao chegar ó punto cero da regra accionamos o cronómetro e en cada segundo anotamos a posición na que se atopa respecto do cero da regra. Obteremos así unha serie de valores que debemos ordenar nunha táboa. Supón que obtemos os seguintes datos:

Agora representamos os valores nun eixo de coordenadas obtendo a seguinte gráfica:

Obtemos unha recta que aporta información sobre o tipo de movemento. Observa que a distancia increméntase proporcionalmente ao tempo, motivo polo cal a representación gráfica é unha recta. Este tipo de gráficas rectas son características do mru.

(Ligazón directa a este ficheiro)

Representación dos movementos rectilíneos uniformes (velocidade constante, aceleración constante e deceleración constante). Non confundas a representación gráfica do movemento coa traxectoria que é rectilínea. Modificado de Félix Vallés Calvo e Carlos Abarca Fillat / INTEF

Que son as forzas? Tipos e unidades.

Todos temos unha idea intuitiva do que é unha forza. Se queremos mover un obxecto deberemos empurralo e “facer forza”. Se o corpo non é ríxido pode que non cheguemos a movelo pero moi posiblemente deformariámolo. O mesmo ocorre se o obxecto se está a mover e queres detelo. Nestes casos a forza necesita dun contacto entre nós e o obxecto pero noutros casos o efecto prodúcese a distancia, como por exemplo a atracción e repulsión magnética ou a atracción gravitacional. Newton recolleu estas ideas en varias leis. Na primeira lei, chamada da inercia, di que todo corpo tende a conservar o seu estado de repouso ou movemento rectilíneo uniforme (inercia) a non ser que actúe sobre el algunha forza que o obrigue a cambiar. E, como vimos en temas anteriores, os cambios nos sistemas materiais relaciónanse con cambios na enerxía que se manifesta, neste caso, como un traballo.

Teraste decatado de que velocidade, forza, traballo e enerxía son conceptos que están fortemente relacionados. Para aclarar esta relación definiremos estes conceptos indicando as expresións matemáticas que resultan.

Podemos definir a forza como calquera causa capaz de modificar o estado de repouso ou mru dun corpo ou producirlle unha deformación. É unha magnitude derivada que pode expresarse como o produto da masa do corpo pola aceleración causada.

$$F=m\times{}a$$

Unidade do SI, Newton (N ou kg.m/s²)

A aceleración é o incremento (positivo ou negativo) da velocidade por unidade de tempo, é dicir,

$$a=\frac{\Delta v}{\Delta t}$$

Unidades do SI, m/s²

O traballo (W) é equivalente ao incremento de enerxía mecánica dun corpo que, sometido a unha forza (F), se despraza unha distancia (x). É dicir,

$$W=F\times{}\Delta x$$

Unidade do SI, Joule (J ou N.m)

Os cambios térmicos e químicos na materia.

O curso pasado vimos que a materia pode presentarse de distintas formas, que denominamos estados físicos, e son: sólido, líquido e gas. Ademais, a substancia cambia de estado ao variar suficientemente a temperatura. A substancia segue a ser a mesma; non cambia a estrutura interna das súas partículas, e é por isto que falamos, por exemplo, de auga en estado sólido, líquido ou gasoso. É, polo tanto, un cambio físico!

(Ligazón directa a este ficheiro)

Modificado de Félix Vallés Calvo e Carlos Abarca Fillat / INTEF

Debes lembrar que, segundo a teoría cinético-molecular, a materia está formada por partículas como átomos ou moléculas que se atopan en constante movemento. Este movemento está determinado pola axitación térmica e polas atraccións entre partículas.

Podemos considerar a axitación térmica como o movemento caótico, non ordenado, das partículas que forman un corpo material. Cada partícula móvese nunha dirección e sentido determinados pero constantemente están colisionando e, consecuentemente, cambiando a súa dirección e sentido. A temperatura condiciona este movemento, de xeito que a maior temperatura, maior axitación térmica, e viceversa.

As atraccións entre as partículas son as que limitan o seu propio movemento cando están moi próximas.

Tendo en conta estes conceptos podemos agora explicar doutro xeito os estados de agregación da materia:

Os cambios químicos, a diferenza dos cambios físicos da materia, teñen como resultado corpos ou substancias de natureza e composición diferente. Lembra o exemplo do papel que se queima producindo cinsas, dióxido de carbono e vapor de auga. E non esquezas que se hai un cambio na materia hai enerxía, que neste caso maniféstase en forma de luz e calor (a lapa).

As substancias fórmanse porque os átomos se poden unir mediante intensas forzas que denominamos enlaces químicos, dando lugar a moléculas ou a cristais con propiedades diferentes. Así, a transformación química dunhas substancias noutras implica a rotura duns enlaces químicos e a formación doutros novos.

Chamamos reacción química ao proceso polo cal unha ou varias substancias (chamadas reactivos) dan lugar a outras (os produtos) de composición e propiedades distintas. Neste proceso de transformación destrúense enlaces químicos entre os átomos dos reactivos permitindo unha nova combinación e formación doutros enlaces.

Por exemplo, ao prender o chisqueiro, o gas metano (CH₄) combínase co osíxeno (O₂) formando dióxido de carbono (CO₂) e auga (H₂O). Os reactivos son, por tanto, o CH₄ e o O₂, e os produtos o CO₂ e o H₂O. Debemos ter en conta que os átomos dos reactivos non desaparecen senón que se combinan de diferente forma e noutras proporcións; temos carbono, hidróxeno e osíxeno nos reactivos que son os mesmos átomos que forman os produtos.

Introdución ás ecuacións químicas.

As reaccións químicas represéntanse mediante as ecuacións químicas, nas que se indican os símbolos dos reactivos separados por o símbolo +, unha frecha que informa do sentido da reacción, e seguidamente os símbolos dos produtos. Por exemplo, na reacción de combustión do metano mencionada anteriormente teriamos:

Esta ecuación así escrita non aporta información das cantidades de reactivos necesarias para formar os produtos; está sen axustar. Fíxate que hai catro átomos de hidróxeno nun lado da ecuación mentres que no outro hai só dous. O mesmo ocorre cos átomos de osíxeno pero ao revés, dous nun lado e tres noutro. A ecuación axustada sería:

Imaxe Proxecto Newton

O que significa que por cada molécula de metano precísanse 2 moléculas de osíxeno para obter unha molécula de dióxido de carbono e 2 moléculas de auga. Se temos en conta os átomos veremos agora que a un lado e a outro da ecuación hai o mesmo número: 1C, 4H e 4O. Isto é así porque a masa consérvase, é dicir, debemos ter a mesma cantidade de materia antes e despois da reacción (Lei de Lavoisier). Non ocorre o mesmo coa enerxía dos reactivos e produtos. Neste caso concreto, a enerxía interna dos produtos (CO₂ e H₂O) é menor cá dos reactivos (CH₄ e O₂), polo que podemos deducir, tendo en conta o principio de conservación da enerxía, que durante a reacción se liberou enerxía; dise entón que a reacción é exotérmica.