Guía Estudiante N° 4 - Ciencias_correción_26_03

Analiza esta situación:Elena quiere descongelar 1 kg de carne y tiene dos ideas: colocarla a la temperaturaambiente o en agua, que también está a temperatura ambiente.A temperatura ambiente demora ocho horas Si la sumerge en agua, demora tres horas zz ¿Cuál es el cuerpo que cede calor en cada uno de los casos? ¿Qué cuerpo gana calor? zz ¿Por qué crees que en agua la carne se descongela más rápido que cuan- do está al aire libre?La cantidad de calor que transfiere un cuerpo depende, entre otras cosas, de su capacidadcalórica. Unidades del calorLa cantidad de calor que trasmite o recibe un cuerpo se expresa en dos unidades:la caloría y el joule.zz Una caloría es la cantidad de calor que se proporciona a un gramo de agua para que aumente su temperatura en 1 °C. Como la caloría es una unidad muy pequeña, con frecuencia se usa la kilocaloría (kcal). Esta unidad se utiliza sobre todo para referirnos a las calorías que aportan los alimentos.zz El joule o julio (J) es la unidad de medida de trabajo y energía en el SI. El calor es una forma de energía; por eso, también emplea esta unidad. El científico inglés James Joule (1818- 1889) demostró que 4,18 J de trabajo eran necesarios para que un 1 g de agua eleve su temperatura en 1 °C. Por lo tanto: 1 cal = 4,18 J 101La presión y el calor

Capacidad calóricaSeguramente has observado que algunos materiales se calientan más rápido queotros. Observa algunos ejemplos:La arena aumenta más su Un techo de calamina se El metal de un carro quetemperatura que el agua calienta más que uno de está bajo el sol se calientade mar; por eso, se siente mucho; pero el agua de un ladrillo. balde que también estuvo más caliente. bajo el sol no se siente tan caliente.Los materiales tienen diferente capacidad calórica, es decir, con la mismacantidad de calor unas sustancias elevan más su temperatura que otras.zz Una sustancia tiene gran capacidad calórica si al recibir calor no eleva mucho su temperatura. Por ejemplo, el agua.zz Una sustancia tiene poca capacidad calórica si al recibir calor aumenta rápida- mente su temperatura. Por ejemplo, los metales.Cuando se mide la capacidad calórica por unidad Calor específico (Ce)de masa, se obtiene la capacidad calorífica de varias sustanciasespecífica o, simplemente, el calor específico. comunesEl calor específico es la cantidad de calor quedebe ganar una unidad de masa (1 g) de una Sustancia Ce (cal/g °C)sustancia para subir su temperatura 1 °C. Aluminio 0,2 Cobre 0,09Así, cuando decimos que el calor específico Hierro 0,1del alcohol es de 0,58, quiere decir que se Acero 0,12necesitan 0,58 calorías para que un gramo de Tierra seca 0,4alcohol suba su temperatura 1 °C. Ladrillo 0,2 Madera 0,6El calor específico es característico de cada Aceite 0,4sustancia. En la tabla se dan los calores Alcohol 0,58específicos de varias sustancias comunes. Agua 1Observa que se requiere diez veces más calorpara que 1 g de agua eleve su temperatura en1 °C que para elevar 1 °C la temperatura de 1g de hierro.102 La presión y el calor

Conocer la capacidadcalórica o el calor específico de unasustancia permite utilizar mejor los materiales e interpretar lo que sucede a tu alrededor.El agua es la sustancia que El cobre tiene bajo calor La tierra tiene elevadotiene el mayor calor específico; específico; por eso, se calor específico; por eso, enpor eso, tarda más que otras calienta más rápidamente los desiertos africanos seen calentarse y en enfriarse. que otros metales. Debido construyen viviendas frescas a ello, los peroles y ollas se con estos materiales. hacen de cobre. Cálculo de la cantidad de calorLa cantidad de calor que cede (transfiere) o recibe un material depende de su masa, delcalor específico y de la variación de temperatura entre los cuerpos puestos en contacto.Por lo tanto, para hallar la cantidad de calor se utiliza la fórmula: Donde: Q = cantidad de calor Ce = calor específicoQ = m x Ce x ∆T ∆T = variación de la temperaturaEn la ficha de trabajo podrás encontrar más información Investiga si los materiales desobre el tema y algunos ejemplos de aplicación. construcción de tu casa son las adecuados para mantener una En tu carpeta de trabajo: temperatura idónea en el interior.¡¡ Analiza la relación de proporcionalidad entre las Presenta uin informe magnitudes relacionadas en la fórmula y responde: a) Si un cuerpo de determinada masa recibe una cantidad Q de calor, ¿qué pasará con el valor de la cantidad de calor si la masa aumenta?Has estudiado que la cantidad de calor que transfiere una sustancia se puedemedir conociendo la masa, el calor específico y el cambio de temperatura quesufre esa sustancia. 103La presión y el calor

FICHA TRABAJOCalculando la cantidad de calor Me parece interesante identificar si un material cede o recibe más calor conociendo su calor específico (Ce).Por ejemplo, si se tiene que el Ce del agua es 1 kcal/kg °C y el Ce del hierro es 0,1 kcal/kg °C, se puede concluir que se requieren diez veces más calor para que 1 kg de aguaeleve su temperatura en 1 °C que para elevar 1 °C la temperatura de 1 kg de hierro.Se puede comprobar numéricamente esta conclusión aplicando la fórmula paracalcular la cantidad de calor.1) Recuerda la fórmula para calcular la cantidad de calor recibido o entregado por un cuerpo al calentarse o enfriarse: Q = m x Ce x ∆T ……………………………… (1)En esta fórmula:zz Q es el calor que recibirá o entregará un cuerpo o material. Se expresa en cal (ca- lorías) o en kcal (kilocalorías), depende de las unidades en que se haya tomado el calor específico (Ce). Además, debes saber que, si Q es (+), el cuerpo recibió calor (se calentó). Pero, si Q es (–), el cuerpo entregó calor (se enfrió).zz m es la masa del cuerpo. Se expresa en kg o en g.zz ΔT es la diferencia de la temperatura final (Tf) menos la temperatura inicial (Ti), o sea, T = Tf – Ti. Las temperaturas se expresan en °C.zz Ce es el calor específico del cuerpo o material. Sus unidades son: calorías o kcalCe = g °C Ce = kg °C Cada cuerpo, material o sustancia tiene su propio calor específico. El calor específico es una magnitud que expresa la resistencia que opone un cuerpo a ser calentado o enfriado, es decir, a cambiar de temperatura.104 La presión y el calor

Reemplazando ΔT = Tf – Ti en la fórmula (1) se tiene: Q = mCe (Tf – Ti) ................ (2)2) Calcula qué cantidad de calor hay que entregar a una masa de 3 kg de agua y a una masa de 3 kg de hierro para calentar estas sustancias de 20 a 100 °C. Luego compara los resultados.zz Para el agua, mis datos son:Ce = 1 kcal ; m = 3 kg kg °CTf = 100 °C Ti = 20 °CReemplazando los datos en la fórmula (2):Qagua = (3 kg) 1 kcal (100 °C – 20 °C) kg °C⇒ Qagua = 240 kcalzz Para el hierro, mis datos son:Ce = 0,1 kcal ; m = 3 kg kg ⋅ °CTf = 100 °C ; Ti = 20 °CReemplazando los datos en la fórmula (2):QFe = (3 kg) 0,1 kcal (100 °C – 20 °C) ⇒ QFe = 24 kcal kg °C Efectivamente, se comprueba que la cantidad de calor que hay que entregar a una masa de agua para que varíe una determinada temperatura es diez veces mayor que el calor que hay que entregar a la misma masa de hierro para variar la misma temperatura.¡¡ Resuelve:c) ¿Qué cantidad de calor se requiere para que un kilogramo de hierro eleve su tempe- ratura de 15° C a 40° C?d) ¿Qué cantidad de calor se requiere para que 400 g de cobre eleve su temperatura de 15° C a 40° C? 105La presión y el calor

El calorímetro Es un instrumento que sirve para medir las cantidades de calor cedidas o recibidas por los cuerpos, es decir, determina el calor específico. Además, este recipiente aislado sirve para evitar pérdidas de calor. Contiene agua cuya masa se ha medido previamente y un termómetro sumergido que mide su temperatura. Es utilizado para determinar el calor específico de una sustancia. Se toma cierta masa de sustancia cuyo calor específico se busca y se calienta a una temperatura determinada; por ejemplo, 200 °C. Cuando la masa está a esa temperatura, se echa dentro del recipiente con agua y se agita para que la temperatura sea uniforme. Se observa el termómetro y este señala un aumento de temperatura que cada vez se hace más lento, hasta que llega un momento en que se detiene. En ese momento, la mezcla alcanza el equilibrio térmico. En una mezcla de sustancias de diferentes temperaturas, «el calor perdido por una o unas es ganado por otra u otras». CALOR GANADO = CALOR PERDIDO Ejercicio de aplicación: Un calorímetro contiene un litro de agua a 20 °C. Se introduce en él 1 kg de limaduras de hierro, cuya temperatura es de 200 °C. El termómetro indica una temperatura de equilibrio de 37,8 °C. ¿Cuánto vale el calor específico del hierro?  CALOR PERDIDO POR EL HIERRO = CALOR GANADO POR EL H2O – (mFeCeFe∆TFe) = mH2O Ceagua∆Tagua –mFeCeFe(Tfinal Fe – Tinicial Fe) = mH2OCeH2O(Tfinal H2O – Tinicial H2O) Tfinal Fe = Tfinal agua = Temperatura de equilibrio = 37,8 °C cal 1000 g x CeFe x (200 – 37,8) = 1000 g x 1 g °C x (37,8 – 20) cal De donde se obtiene aproximadamente: CeFe = 0,11 g °C ¡¡ Resuelve: Se colocan 200 g de hierro a 120 °C en un recipiente que contiene 500 g de agua a 20 °C. Siendo el calor específico del hierro igual a 0,114 cal/g °C y considerando despreciable el calor absorbido por el recipiente. ¿Cuál es la temperatura de equilibrio térmico?106 La presión y el calor

FICHA INFORMATIVAEfecto térmico de mares y lagosUna sorprendente característica del agua es Marque posee una capacidad calórica elevada;por eso, puede absorber una gran cantidad Lagode calor sin aumentar mucho su temperatura. TiticacaAsimismo, cuando se enfría, libera muchocalor al ambiente. Investiga sobre otros lugares del PerúEsta propiedad, unida al hecho de que hay donde se siente el efectomucha agua en nuestro planeta (las 3/4 térmico de mares o lagos.partes son mares y océanos), hace que la Presenta la información enTierra tenga una temperatura adecuada para un tríptico.la vida. En efecto, en el día, los mares yocéanos absorben la radiación solar y, por lanoche, al enfriarse, liberan calor al ambiente.Si esto no fuera así, la Tierra sería tan calientecomo la superficie lunar que llega a 130 ºC detemperatura en el día, pero en la noche, bajahasta –170 ºC.Por esta misma razón, los lugares situadoscerca de mares y lagos tienen mejor clima quelos que están lejos de estas masas de agua.En los desiertos, en cambio, hace mucho caloren el día, pero las noches son muy frías. Otroejemplo son las ciudades del altiplano. Puno,que está a orillas al lago Titicaca, tiene mejorclima que otras ciudades de la región. Así, enJuliaca, que está casi a la misma altitud dela ciudad de Puno, las temperaturas son másextremas.En tu carpeta de trabajo:¡¡ ¿Por qué los desiertos son muy calientes en el día y muy fríos en la noche?¡¡ ¿A qué se debe que en Puno haga menos frío que en Juliaca, estando ambas ciuda- des casi a la misma altura? 107La presión y el calor

FICHA INFORMATIVA El calor y los seres vivos El calor y la temperatura son aspectos decisivos para el desarrollo y la distribución de los seres vivos. Se necesita el calor para que se produzcan reacciones químicas dentro de las células y, en general, todas las funciones vitales. Las aves y los mamíferos son animales de temperatura alta y constante. También se les llama animales de «sangre caliente». Ellos tienen la capacidad de mantener la temperatura interior de su cuerpo por encima de los 36 °C y, aunque estén en ambientes fríos, no ceden calor al ambiente. Por eso, pueden vivir en climas muy fríos o muy calurosos. Los reptiles y los anfibios tienen temperatura variable, es decir, que cambia según la temperatura del medio que los rodea. Se les considera animales de «sangre fría». En general, estos animales no pueden vivir en lugares donde las temperaturas son extremadamente altas o bajas. El calor y las personas Como mamíferos que somos, las personas tenemos una temperatura alta y constante y contamos con mecanismos para mantenerla estable. Por ejemplo, si la temperatura del cuerpo sube como consecuencia del ejercicio, la fiebre o el ambiente, producimos sudor. El sudor enfría el cuerpo. En efecto, para evaporarse, el sudor toma el calor del cuerpo; en consecuencia, la temperatura baja. Como el sudor es principalmente agua y esta tiene una gran capacidad calórica, para evaporarse necesita tomar mucho calor. Por extraño que parezca, el sudor no huele. Las culpables de ese desagradable olor son las incontables bacterias. La flora bacteriana de nuestra piel se alimenta de nuestro sudor, y es precisamente en este proceso cuando el olor surge.108 La presión y el calor

Actividad 3 Efectos del calorExperiencias de aprendizaje Propósito1. Cambios de estado Comprender los fenómenos físicos de-2. Los efectos del calor cambio de estado y dilatación como3. Dilatación efectos de la acción del calor sobre la materia.Descripción ContenidosEn la primera experiencia de aprendiza- Área de Matemáticaje recordarás los cambios de estado de zz Números aleatorios y probabilidades.la materia y reconocerás este fenóme-no como uno de los efectos del calor. Área de Ciencia, Ambiente y SaludEn la segunda experiencia de aprendi- Efectos del calor:zaje aprenderás que la cantidad de ca- zz Cambios de estado.lor necesaria para el cambio de estado zz Dilatación: sólidos, líquidos y gases.y la dilatación de los cuerpos se puedemedir y realizarás ejercicios prácticosde aplicación.En la tercera experiencia de aprendiza-je estudiarás la dilatación, que es otroefecto del calor sobre los cuerpos, y laforma de utilizar o prevenir sus efectos. Ficha informativa Palabras claveDilatación de los sólidos. Materia Punto de fusión Punto de ebullición Dilatación Calor latente 109La presión y el calor

Experiencia de aprendizaje : CAMBIOS DE ESTADO Acabo de Sí, es un comprar mi helado, hecho conocido que algunas sustancias pero con el calor cambian de estado al que hace se está calentarse. derritiendo. Estados de la materiaPara comprender los cambios de estado de la materia recordemos primero cómoestán conformadas sus moléculas y luego qué sucede cuando hay cambios detemperatura.En el estadosólido,los En el estado líquido, En el estado gaseoso,átomos o las moléculas las moléculas están las moléculas estánestán juntos, lo que les algo separadas y más separadas y seimpide moverse de un pueden moverse unas mueven con facilidadlugar a otro. Por eso, sobre otras. Esto en cualquier dirección.los sólidos tienen una permite a los líquidos Por esta razón, losforma definida. fluir libremente. gases pueden ocupar el mayor espacio posible.¿Cómo ocurren los cambios de estado?Cuando un sólido se calienta, las moléculas que lo forman empiezan a vibrar conmayor rapidez hasta que adquieren la suficiente energía para separase unas deotras; de esta manera, el sólido se convierte en líquido. Luego, al aumentar latemperatura, las partículas del líquido adquieren más movilidad, se separan y setransforman en vapor.Sólido Líquido Gaseoso CALOR110 La presión y el calor

Cambios de estadoLos cambios de estado posibles son:zz Fusión. Es el paso del estado sólido al líquido.zz Evaporación. Es el paso del estado líquido al estado gaseoso. Si la transfor- mación es rápida y a una temperatura determinada, se llama ebullición; por ejemplo, cuando hierve el agua.zz Condensación. Es el paso del estado gaseoso al líquido. Por ejemplo, el vapor de agua se condensa en gotitas de agua en el vidrio frío de una ventana.zz Si un gas se hace líquido, el cambio se llama licuación. Así, el gas natural que sale de los pozos petroleros se licúa para poder ser transportado por los oleoductos.zz La solidificación. Es el paso del estado líquido al sólido.zz Sublimación. Es el paso del estado sólido a vapor SOLIDIFICACIÓN CONDENSACIÓN GaseosoSólido Líquido FUSIÓN EVAPORACIÓN En tu carpeta de trabajo:¡¡ Escribe el cambio de estado que se produce en las siguientes situaciones:a) Se preparan helados:_________________s_o_l_id_i_fi_c_a_ci_ó_n_____________________________b) Se derrite un helado:________________________________________________________c) Se evapora el hielo seco:_____________________________________________________d) Se derrite oro para moldearlo y hacer joyas:_____________________________________e) Se licúa oxígeno para transportarlo en balones: __________________________________f) Se tiende la ropa para que se seque: ___________________________________________g) Se hierve leche en una cacerola: ______________________________________________ Los conocimientos sobre los cambios de 111 estado han conducido a mejorar los procesos industriales, como la producción de helados, el trabajo con metales, el transporte de gases y la fabricación de máquinas como la refrigeradora. La presión y el calor

Punto de fusión y ebulliciónSi calentamos una barra de hierro y una de aluminio,se funde primero la del aluminio. Esto es así porquecada sustancia requiere diferente cantidad de calorpara cambiar de estado.La temperatura a la que se produce la fusión sellama punto de fusión. Por ejemplo, el punto defusión del agua es 0 °C, el del hierro 1525 °C y eldel aluminio 660 °CLa temperatura a la cual se produce la ebulliciónde una sustancia se llama punto de ebullición. Elpunto de ebullición del agua es de 100 °C, el delalcohol 78 °C y el del hierro 2740 °CConocer el punto de ebullición o de fusión de los materiales es de gran utilidad.Por ejemplo:zz El tungsteno es el elemento que tiene el punto de Tungstenofusión más elevado de la naturaleza: 3422 °C. Poreso, este metal se emplea en los filamentos de losfocos de luz. Puede calentarse mucho hasta emitirluz sin fundirse.zz Es necesario conocer los puntos de ebullición para todos los procesos de des- tilación, como en la destilación del petróleo y en el de la caña de azúcar para obtener alcohol.zz ¿Qué quiere decir que el punto de fu- Investiga cómo sión del oro es de 1063 °C? funciona unazz ¿Qué hierve primero: el alcohol o el refrigeradora y presenta agua? ¿Por qué? la información en un afiche.zz ¿Por qué es útil conocer el punto de fusión de las sustancias? Fundamenta tu respuesta. En la primera experiencia de aprendizaje recordaste los estados de la materia y los cambios de estado como consecuencia de un cambio de temperatura por ejemplo, la aplicación de una energía como es el calor. También que cada sustancia tiene un punto de fusión y ebullición. En la siguiente experiencia de aprendizaje aprenderás a calcular el calor necesario para un cambio de estado.112 La presión y el calor

Experiencia de aprendizaje : LOS EFECTOS DEL CALOR Experimenta... Materiales:zz Una olla o un vaso metálico, hielo, un mechero. Procedimiento:1. Pon a calentar unos cubos de hielo en una olla pequeña.2. Espera a que se derritan un poco y, mientras haya hielo en el recipiente, toca la base de la olla. Observarás que la base no se ha calentado, sino que permanece helada. Esto se debe a que, mientras dura el cambio de estado, la temperatura no sube. La energía calorífica suministrada ha servido para separar las moléculas. En la actividad 2 aprendiste que, para que un cuerpo aumente o disminuya de temperatura, tiene que recibir o ceder calor, respectivamente. Esta cantidad de calor recibida o cedida por un cuerpo sin que suceda el cambio de estado se calcula mediante la ecuación fundamental de la calorimetría (medición del calor): Q = m x Ce x ∆TA veces, la sustancia recibe energía (calor) y no incrementa su temperatura. Esto sucedeen los cambios de estado.La fórmula para calcular la cantidad de calor que necesita una masa dada de una sustanciapara cambiar de estado es:Q=mxL Q = calor total de transformación m = masa dada de sustancia a transformar L = calor latente o calor específico de cambio de estadoEl calor latente es característico de cada sustancia. Es aquella cantidad de calor necesariopara que se produzca el cambio de estado físico de la unidad de masa de una sustancia.Según el cambio de estado, se presenta como calor latente de fusión (LF), de vaporización(Lv), etc. 113La presión y el calor

Ejemplo:Calor latente de fusión del hielo Lf hielo = 80 kcal/kg significa que, para derretir 1kilogramo de hielo, hay que entregar 80 kilocalorías. Este valor es el mismo para elproceso inverso, pero la interpretación es distinta, es decir, para congelar 1 kilogramo deagua hay que quitarle 80 kilocalorías. Ejercicios de aplicación:1) ¿Qué cantidad de calor se necesita para fundir 2000 gramos de cobre que están a tempe- ratura de fusión?Calor de fusión del cobre: 41 cal/gSolución:Cuando el cobre está a su temperatura de fusión, comienza a ser líquido sin variar dichatemperatura. Se sabe que: Q=mxL Los datos son: m = 2000 g cal L = 41 g Reemplazando datos: cal Q = 2000 g x 41 g Q = 82 000 cal2) ¿Qué cantidad de calor es necesaria para transformar en vapor (100 °C) 2 litros de agua que están a 20 °C?Solución: 100 °C 100 °CSi analizas este problema, verás que, para calcular la Q2cantidad de calor necesaria para transformar en vapor2 litros de agua, se requiere que calcules la cantidad Q1de calor (Q1) para elevar la temperatura del agua de20 °C a 100 °C. A esta temperatura se calculará elcalor necesario (Q2) para que se dé la transformacióntotal de la masa de agua. 20 °CCalcular el calor Q1:Q1 = m Ce ΔT ; en este caso, m = 2000 gramos porque son 2 litros de agua. cal Q1 = 2000 g x 1 g°*C x (100 °C – 20 °C) Q1 = 160 000 calorías114 La presión y el calor

Una vez que llega el agua a su temperatura de ebullición (100 °C) sin variar esta temperatura,para pasar al estado gaseoso absorberá una cantidad de calor Q2:Q2 = m x L cal en donde: L = 540 g calQ2 = 2000 g x 540 gQ2 = 1 080 000 caloríasFinalmente, vemos que la cantidad de calor empleada será: Q = Q1 + Q2 Q = 160 000 cal + 1 080 000 cal Q = 1 240 000 calorías En tu carpeta de trabajo:¡¡ Se desea calentar 50 kg de vapor de agua desde los 100 °C hasta 180 °C. ¿Qué cantidad de calor deberá suministrarse sabiendo que el calor específico del vapor de agua es de 0,5 kcal/kg °C?¡¡ Calcula la cantidad de calor que hay que entregar a un cubito de hielo de 50 gramos que está a –30 °C para derretirlo y obtener agua a 0 °C.¡¡ ¿Qué cantidad de calor se requiere para que 1 kg de hierro eleve su temperatura de 15 °C a 40 °C? El calor, al actuar sobre los Investiga sobrecuerpos, produce tres efectos: otros materiales oeleva su temperatura, los dilata sustancias en los que se y los cambia de estado físico. aprecien los efectos del calor y elabora tarjetas con información.El calor latente de los cuerpos es una cantidad característica de cada sustanciay nos permite calcular la cantidad de calor necesario para lograr un cambio deestado. En la tercera experiencia de aprendizaje estudiarás otro efecto del calorsobre los cuerpos: la dilatación. 115La presión y el calor

Experiencia de aprendizaje : DILATACIÓN Todos los cuerpos, ya sean sólidos, líquidos o gaseosos, aumentan de volumen cuando se los calienta. Este fenómeno se llama dilatación. Para comprobarlo, realiza las siguientes experiencias.A. Dilatación de los sólidosApoya una barra metálica (puedes usar unpalillo de tejer) sobre dos ladrillos, uno de loscuales debe estar apoyado contra la pared.Coloca sobre el borde del otro ladrillo un vasitodescartable.Coloca el mechero debajo de la barra metálicay enciéndelo.Explica lo que sucede. B. Dilatación de los líquidos Llena una botella con agua colorada y tápala. Haz un agujero en la tapa para que pueda pasar una cañita. Introduce la cañita y sella con plastilina. Introduce la botella en un tazón con agua bien caliente y observa el agua dentro del sorbete. Verás que el agua se dilata, es decir, aumenta su volumen y sube por el sorbete. Saca la botella y sumérgela en un tazón con hielo. Observa y explica lo que sucede.C. Dilatación de los gases Llena una botella con agua hasta la mitad y coloca un globo como tapa. Introduce la botella en un recipiente con agua y caliéntala como indica la figura. Explica lo que sucede.116 La presión y el calor

Efectos de la dilataciónEl fenómeno de la dilatación tiene diversas consecuencias en nuestra vidacotidiana. A veces plantea problemas de difícil solución y, en otros casos, esutilizada de forma provechosa. Por ejemplo: La formación de grietas En los pisos de cemento, Entre los rieles de las en techos y azoteas es veredas, losetas, etc., vías férreas se deja un causada, con frecuencia, se dejan pequeñas pequeño espacio para por la dilatación de los separaciones que evitar que el aumento demateriales que los forman. permiten su dilatación; temperatura los deforme.Al crecer y no tener donde así, los pisos no se expandirse, revientan. rompen. En tu carpeta de trabajo:¡¡ Explica los siguientes hechos: a) Cuando la tapa metálica de un frasco está muy ajustada, se sumerge la tapa en agua caliente. Al hacer esto, se desenrosca con facilidad. b) ¿Por qué con frecuencia se derrama la leche cuando hierve?¡¡ Escribe otras experiencias en las que hayas observado la dilatación de los materiales. El vidrio templadoNo todos los materiales se dilatan por igual.Algunos tienen una dilatación notoria y otrosapenas se dilatan. Por ejemplo, el vidrio templadopuede soportar temperaturas altas sobre los 800°C sin romperse.zz Nombra objetos de tu entorno que son de vidrio templado.zz ¿Qué ventajas tiene el vidrio templado frente al vidrio común? 117La presión y el calor

Dilatación anormal del aguaTodos los cuerpos se dilatan al calentarse y, Agua Hieloal enfriarse, se contraen. Se podría esperar líquida Sólidoentonces que el agua líquida, al hacerse hielo,redujera su volumen. Sin embargo, no es así. El Otroagua es la única sustancia en la naturaleza que líquidocuando se hace sólida en lugar de contraersese dilata. Esto lo sabemos por experiencia,pues, si colocamos una botella con agua o concualquier otro líquido en el congelador, cuandose hace hielo; se expande (dilata) y rompe labotella.El agua se dilata al congelarseporque sus moléculas forman unaestructura que deja espacios vacíos.Por eso, el hielo es menos denso(más liviano) que el agua líquida y,en consecuencia, flota. El hecho deque el hielo flote en el agua en lugarde hundirse tiene gran importanciaen los ecosistemas acuáticos. El hielofunciona como un aislante térmicoque impide que se congele el aguaque está debajo de él. Si esto nosucediese así, los mares y océanosde las zonas frías se congelaríandesde el fondo hasta la superficie,y eso acabaría con la vida en esoslugares. En tu carpeta de trabajo: ¡¡ Coloca un trozo de hielo en un vaso con agua y explica por qué flota en lugar de hundirse. Haz dibujos para que la explicación sea clara. ¡¡ Debajo de la capa de hielo que hay en los polos hay abundantes peces, focas, crus- táceos y otros seres acuáticos. ¿Por qué no se congela toda el agua? En la tercera experiencia de aprendizaje has reconocido cómo, por efecto del calor, los cuerpos en cualquiera de sus tres estados sufren cambios en su volumen y que este efecto recibe el nombre de dilatación.118 La presión y el calor

FICHA INFORMATIVADilatación de los sólidosLa experiencia muestra que los sólidos se dilatan cuando se calientan y se contraencuando se enfrían. La dilatación y la contracción ocurren en tres dimensiones: largo,ancho y alto.A la variación en las dimensiones de un sólido causada por calentamiento o enfriamientose le denomina dilatación térmica.Dilatación linealEs aquella en la que predomina la variación en una dimensión de un cuerpo: el largo.Ejemplo: dilatación en hilos, cabos y barras.L0 ∆L LDilatación superficialEs aquella en la que predomina la variación en dos dimensiones de un cuerpo: el largoy el ancho. ∆S S0 SDilatación volumétricaPredomina la variación en tres dimensiones de un cuerpo: el largo, el ancho y el alto. V ∆VV0 119La presión y el calor

120 La presión y el calor PROYECTO DE APRENDIZAJE Nº 2: Cuidando nuestro cuerpo Nuestro cuerpo es sumamente importante, no solo porque nos permite caminar, comer, ver, tocar, sino también porque es nuestra principal herramienta de comunicación. OBJETIVO: Crear conciencia sobre el cuidado de nuestro cuerpo. ORGANIZACIÓN DEL PROYECTO: Podrás desarrollar el proyecto de aprendizaje por pares y asesorados por tu docen- te-tutor, entre otras personas ¿Con qué lo hago? ¿En qué tiempo lo hago? ¿Qué voy a lograr? ¡¡ Papel bond, papelotes, El proyecto de aprendizaje lo ¡¡ Trabajar en equipo cartulinas. puedes desarrollar a lo largo ¡¡ Aplicar una encuesta de la Unidad Temática, tendrá ¡¡ Buscar información ¡¡ Plumones, cinta adhesiva, una duración de ocho sema- ¡¡ Procesar información Internet. nas. Por ello, es necesario que ¡¡ Elaborar trípticos te organices y se distribuyan ¡¡ Realizar una campaña ¡¡ Bibliografía. las tareas con tu par. Enlace Web: http://www.proyectosalonhogar.com/cuerpohumano/cuerpo_humano.htm

PROCEDIMIENTO: ¿Cómo lo hago? 1 2 Recoge información Procesa y contrasta información ¡¡ De la constitución y cuidados del cuerpo humano. ¡¡ Procesa y presenta la información en un organizador ¡¡ Indagar sobre las funciones de respiración, circulación, gráfico. digestión, excreción y movilidad. ¡¡ En un gráfico estadístico presenta los resultados del ¡¡ Elabora y aplica cuestionarios sobre el cuidado del cuerpo cuestionario. humano, a tus compañeros y vecinos. 3 4 Presenta la información Usa y comparte la informaciónLa presión y el 121calor ¡¡ Informe final: Explique sobre lo investigado del cuerpo ¡¡ Socializa con tus compañeros los cuidados del cuerpo humano, incluya imágenes y otros recursos que considere humano, así como la adquisición de hábitos para conveniente. mantenerlo sano. ¡¡ Organiza campañas de salud e higiene del cuerpo humano en coordinación con la posta de salud de tu comunidad. Indicadores ¿Cómo evalúo mis avances? Autoevaluación Coevaluación



UNIDAD TEMÁTICA 3ELECTRICIDAD, MAGNETISMO Y ELECTROMAGNETISMO PropósitoReconocer la importancia de los conocimientos científicos relacionados con la electricidad yel magnetismo para explicar situaciones de la vida cotidiana y el funcionamiento de diversosaparatos eléctricos que se usan habitualmente.Analizar situaciones de lógica recreativa y estudiar los sistemas de coordenadas cartesianasbidimensional y tridimensional.Actividades Propósito en cada actividad1. Los imanes y la Analizar los fenómenos magnéticos y eléctricos electricidad estática para explicar situaciones cotidianas. Conocer la expresión matemática del enunciado de la ley2. La electricidad en de Coulomb. movimiento Conocer cómo se produce y conduce la corriente3. Relación entre imanes eléctrica e identificar las magnitudes relaciona- y corriente eléctrica das con ella, calculando el consumo de energía de los aparatos eléctricos. Resolver problemas de matemática recreativa. Comprender el fenómeno del electromagnetis- mo y sus aplicaciones tecnológicas. Represen- tar gráficamente un punto del espacio en un sistema de coordenadas cartesianas en tres di- mensiones (3D). ¿Qué aprenderé?￭￭ A analizar los fenómenos eléctricos y magnéticos￭￭ A racionalizar el uso de energía eléctrica en el hogar￭￭ A representar coordenadas tridimencionales Desarrollaré el PROYECTO N° 3Nombre del Proyecto: Promoviendo una salud mental en tu comunidad.Objetivo: Crear espacios saludables y de recreación para un bienes- tar físico y mental. 123

Actividad 1 Los imanes y la electricidad estáticaExperiencias de aprendizaje Propósito1. El magnetismo Analizar los fenómenos magnéticos y2. Electricidad estática eléctricos para explicar situaciones coti- dianas.3. Expresión matemática de la Ley de Conocer la expresión matemática delCoulomb enunciado de la ley de Coulomb. Descripción ContenidosEn la primera experiencia de aprendi- Área de Matemáticazaje reconocerás las propiedades de los zz Ecuación matemática de la ley de Cou-imanes y analizarás el funcionamientode la brújula. lomb zz Ecuaciones exponencialesEn la segunda experiencia de aprendi-zaje comprenderás cómo se electrizan Área de Ciencia, Ambiente y Saludlos cuerpos y cómo se producen los ra-yos. Magnetismo: zz Los imanes y sus característicasEn la tercera experiencia de aprendizaje zz Campo magnéticoanalizarás la expresión matemática de zz Magnetismo terrestre y brújulala Ley de Coulomb, que permite calcularla fuerza de atracción o repulsión entre Electricidad estática:dos cargas eléctricas. zz Electrización de los cuerpos zz Formas de electrización Ley de CoulombFicha de trabajo Palabras clave Recordando la notación científica Imán Ficha informativa Brújula Polos magnéticos Variedad de imanes Polos geográficos Electricidad estática124 Electricidad, magnetismo y electromagnetismo

Experiencia de aprendizaje : EL MAGNETISMO Experimenta… ¿Cómo se comportan los imanes?Necesitas: pequeños objetos de diferentes materiales (clips, alfileres, monedas, cucharitasde metal, objetos de plástico, llaves, clavos, limaduras de hierro, etc.) y dos imanes de barra. SN SN SN NS1. Coloca los objetos sobre 2. Acerca el imán a un clip 3. Enfrenta los imanes poruna mesa y acerca el imán y atrae otros clips. ¿Qué sus polos y observa cuán-a ellos. Agrupa los objetos explicación puedes dar a do se atraen y cuando sesegún sean atraídos o no. este hecho? rechazan.zz ¿Qué objetos atrae el imán?zz ¿Qué objetos no atrae el imán?zz Si enfrentas dos imanes, ¿cuándo se atraen y cuándo se rechazan? Los imanes y el magnetismoLa propiedad que tienen los imanes de atraer solo ciertos materiales no te esdesconocida. En efecto, los imanes tienen la propiedad de atraer objetos de hierro,níquel y cobalto. Este fenómeno físico se llama magnetismo. 125Electricidad, magnetismo y electromagnetismo

El fenómeno del magnetismo fue conocido La magnetita tiene lahace miles de años por griegos, romanos y apariencia de una piedrachinos, pues existe en la naturaleza un mineral negra y químicamentellamado magnetita o piedra imán. es un óxido de fierro (Fe3O4), comúnmenteLa gente de la Antigüedad se percató de que llamado ferrita.la magnetita tenía la propiedad de atraerobjetos de hierro y, como esta piedra eraabundante en la ciudad de Magnesia (Grecia),el fenómeno recibió el nombre de magnetismo.Posteriormente, se descubrió que los imanespodían no solo atraer al hierro sino también alníquel y al cobalto.En la actualidad, hay imanes naturales eimanes artificiales. Estos últimos han sidofabricados a partir de compuestos de hierro,níquel y cobalto entre otros. En tu carpeta de trabajo:¡¡ Define imán y magnetismo.¡¡ ¿Por qué los adornos de cocina imantados se adhieran a la superficie metálica de la re- frigeradora? ¿Pueden adherirse a una puerta de madera?¡¡ Elabora una lista con objetos que poseen imanes y explica qué función cumplen.Características de los imaneszz Atraen objetos de hierro, acero, níquel y cobalto.zz Tienen dos extremos en los que la fuerza magnética es mayor: el polo norte y el polo sur.zz Los polos iguales se repelen, mientras atracción que los polos diferentes se atraen.zz Si un imán se rompe, cada trozo vuelve a SN SN ser otro imán. Es imposible que un imán tenga un solo polo. Te preguntarás por qué ciertos materiales tienen propiedades magnéticas Todos los átomos de la materia están formados por electrones que se mueven continuamente. El movimiento de los electrones hace que estos se comporten como pequeños imanes.126 Electricidad, magnetismo y electromagnetismo

Normalmente, estos pequeños «imanes atómicos» Normalestán orientados al azar en todas direcciones;sin embargo, en los materiales magnéticos los«imanes atómicos» se alinean en una mismadirección de tal forma que sus efectos se suman.Ahora te podrás explicar cómo un clip atraído por Imantadoun imán atrae otros clips. El clip está hecho dehierro y tiene sus «imanes atómicos» en todasdirecciones. Al ponerse en contacto con un imán,estos se orientan y todo el clip se transformatambién en un imán aunque el efecto sea pasajero.El plástico, la madera y muchos otros materialesno son atraídos por un imán. La razón es que no pueden orientar sus electrones cuando seles acerca un imán.El campo magnéticoSi espolvoreas limaduras de hierro sobre unpapel y colocas un imán en forma de barradebajo de él, observarás que las limadurasde hierro se concentran en los polos y que,además, se distribuyen formando líneas quevan de un polo a otro. Esta sencilla experiencianos permite visualizar el campo magnético.El campo magnético de un imán es la zona o espacio en que se manifiestanlas fuerzas magnéticas.El campo magnético se representa mediante NSlíneas de fuerza imaginarias. Las líneas sedirigen del polo norte al polo sur del imán.En la experiencia descrita, las líneas de fuerzacoinciden con la distribución que adoptan laslimaduras de hierro. En tu carpeta de trabajo:¡¡ Relaciona las dos columnas. Escribe la letra correspondiente:( ) Zona donde la fuerza del imán es mayor. a) Electrones( ) Zona donde el imán ejerce atracción. b) Norte-Sur( ) Representan el campo magnético. c) Líneas de fuerza( ) Polos que se atraen. d) Campo magnético( ) Originan pequeños campos magnéticos. e) Polos¡¡ Consigue un imán en forma circular. Observa su campo magnético y dibújalo.127Electricidad, magnetismo y electromagnetismo

El magnetismo terrestre y la brújulaLa brújula es un imán en forma de aguja que Polo Polopuede girar libremente sobre un eje. Desde Norte surla Antigüedad, los marineros la usaban para geográfico magnéticoorientarse porque siempre señalaba la direcciónnorte-sur, aunque nadie sabía por qué sucedíaesto.En el siglo XVII, los científicos descubrieron que la STierra se comportaba como un inmenso imán en Nforma de barra.En la Tierra se pueden distinguir dos polos Polo Polomagnéticos que están muy cerca de los polos norte Surgeográficos, pero en sentido inverso: el polo sur magnético geográficomagnético se halla cerca del polo norte geográficoy el polo norte magnético se halla cercano al polosur geográfico.La brújula siempre indicará el norte geográfico porque su polo norte es atraído por elpolo sur magnético de la Tierra. En realidad, cualquier imán siempre se colocará enposición norte-sur de la Tierra. Experimenta : Brújula construye una brújula Materiales:zz Un recipiente con agua, un imán pequeño en forma de barra, un círculo de tecnopor. Procedimiento:1) Coloca el imán sobre el tecnopor y pon el conjunto en el agua.2) Observa el comportamiento del imán. Este girará hasta que su polo norte apunte hacia el polo norte geográfico. Has identificado las fuerzas magnéticas que se manifiestan en los imanes. En la segunda experiencia de aprendizaje analizarás las fuerzas eléctricas.128 Electricidad, magnetismo y electromagnetismo

Experiencia de aprendizaje : ELECTRICIDAD ESTÁTICASeguro que puedes reconocer algunos fenómenos eléctricos por tuexperiencia diaria. De las siguientes situaciones, marca con una X los quecreas que se deben a la electricidad.zz El giro de la Luna alrededor de la Tierra. ()zz El funcionamiento de una licuadora. ()zz La llama que se desprende de un objeto cuando arde. ()zz Las chispas que se producen cuando te quitas la ropa en un día seco. ( )zz La explosión de un cohete. ()zz Los rayos que se producen durante una tormenta. ()zz Los huracanes que se producen durante las tormentas. ()zz La atracción que un lapicero frotado ejerce sobre pedacitos de papel. ( )zz La atracción que ejercen los imanes. ()La electricidad siempre ha existido, es parte de la naturaleza que nos rodea, el hombresolo la ha descubierto.En el siglo VII a. C. el filósofo griego Tales de Mileto descubrió que al frotar un trozode ámbar (resina) con un paño, este atraía pequeñas partículas como hojas secas yplumas. Al fenómeno lo llamo ámbar que en griego se escribe elektrón y de allí derivala palabra electricidad.A pesar de este primer descubrimiento, ni griegos, ni romanos, ni los personajes de laEdad Media contribuyeron de manera significativa a la comprensión de la electricidad.En 1792, Benjamín Franklin demostró que los rayos eran una descarga eléctrica einventó el pararrayos. Esto sirvió para renovar el interés por la electricidad.En 1800, Alejandro Volta descubrió la forma de producir electricidad. Así nació laprimera pila eléctrica. Pocos años después, gracias a los estudios de Oersted y elingenio de Faraday, se encontró la manera de producir electricidad a gran escala conel invento de generadores eléctricos.En 1879, Thomas Alva Edison inventó los focos eléctricos, lo cual hizo posible elalumbrado con energía eléctrica.Hacia 1890, muchas fábricas de Europa y América usaban motores impulsados porenergía eléctrica y se empezaron a construir los aparatos electrodomésticos. 129Electricidad, magnetismo y electromagnetismo

Electrización de los cuerpos Si frotas una regla o un lapicero de plástico, ellos adquieren la propiedad de atraer cuerpos ligeros como pedazos de papel. Los cuerpos con esta propiedad se dice que están electrizados. Para explicar por qué se electrizan los cuerpos, debes recordar la estructura de la materia. Como sabes, la materia está formada por átomos que tienen electrones (partículas con carga negativa: –) y protones (partículas con carga positiva: +), es decir, la materia tiene partículas con carga eléctrica. Habitualmente los cuerpos no están electrizados porque sus átomos tienen igual número de protones que de electrones. En este caso decimos que la materia es neutra. Pero si se frotan dos cuerpos entre sí, algunos electrones pasan de un cuerpo a otro. El cuerpo que gana electrones se carga negativamente y el que pierde se carga positivamente. Si apoyas una tira de plástico sobre una mesa y la frotas varias veces con un trapo, al levantarla con una regla, observarás que las dos partes de la tira se separan. Esto te demuestra que cargas de igual signo se rechazan. Los cuerpos con cargas del mismo signo se repelen y con cargas de distinto signo se atraen. En general, todos los cuerpos pueden electrizarse ganando o perdiendo electrones. Haz la prueba con vidrio, plástico, lana, seda, cuero o un globo.130 Electricidad, magnetismo y electromagnetismo

En tu carpeta de trabajo:¡¡ Escribe V o F, según sea verdadero o falso. Luego corrige las expresiones falsas. ( ) En un átomo neutro, el número de protones es igual al número de electrones. ( ) Los cuerpos se electrizan cuando ganan o pierden electrones. ( ) Un cuerpo se carga de electricidad positiva cuando gana protones. ( ) Dos cuerpos con carga positiva se rechazan. ( ) Dos cuerpos con cargas diferentes se atraen.¡¡ Frota con tu cabello dos globos inflados. Acércalos uno al otro y explica lo que sucede. Grafica tu experiencia. Experimenta: El péndulo electrostático Materiales:zz Un lapicero de plástico, un trocito de papel platina, hilo nylon (de una media), papel (higiénico o de serville- ta…), cinta adhesiva. Procedimiento:1. Corta un trocito de papel platina, arrúgalo para formar una bolita y átalo en un extremo del hilo de nylon.2. Pega con cinta adhesiva el otro extremo al borde de una mesa de manera que pueda colgar libremente.3. Frota durante un minuto el lapicero con el papel y acércalo a la bolita sin tocarla. Observa que, al frotarlo, el lapicero se ha electrizado y puede atraer a la bolita.4. Toca con el lapicero la superficie de la bolita. De esta manera, las cargas pasan del lapicero a la bolita y la bolita se carga con electricidad del mismo signo que el lapicero. ¿Qué ocurre?¡¡ En tu carpeta de trabajo dibuja y explica cada paso de la experiencia. La electricidad que aparece al frotar los cuerpos se llama electricidad estática. Acumulación de un exceso de carga eléctrica en una zona con poca conductividad eléctrica. 131Electricidad, magnetismo y electromagnetismo

Formas de electrizaciónA través de la experiencia con el péndulo, te habrás dado cuenta de que existentres formas de electrizar un cuerpo:a) Por frotamiento. Uno de los cuerpos que se frota pierde electrones y se carga positivamente, el otro gana electrones y se carga negativamente.b) Por contacto. Ocurre cuando un cuerpo electrizado toca a uno neutro. Las cargas del cuerpo electrizado pasan al cuerpo neutro y este adquiere la carga del cuerpo que lo tocó.c) Por inducción. Se produce al acercar un cuerpo electrizado a otro neutro, pero sin que entren en contacto. En este caso se produce un reacomodo de las cargas del cuerpo neutro, pues el cuerpo electrizado atrae cargas de distinto signo.Frotamiento Contacto Inducción zz Los vellos de los brazos se paran cuando pasamos cerca de un televisor encendido. ¿Qué forma de electrización se ha producido? ¿Por qué se paran los vellos? zz Cuando tu pelo está seco y te peinas, se esponja y se separa. ¿A qué se debe? ¿Qué forma de electrización se presenta? Electricidad atmosférica Cuando hay tormentas caen rayos, sobre todo en las partes altas de los cerros. ¿Por qué ocurre esto? El aire frota las gotas de agua que forman las nubes. Una nube cargada negativamente por su parte inferior atrae las cargas eléctricas positivas de la Tierra. Si la diferencia de carga entre la nube y la Tierra es muy grande, se produce una descarga eléctrica que conocemos como rayo.132 Electricidad, magnetismo y electromagnetismo

En las salientes (cimas de cerros o copas de los árboles) la cantidad de carga es mayor y sonlos puntos donde más fácilmente puede caer un rayo. De allí viene la recomendación de nocolocarse debajo de un árbol cuando hay tormenta.Un pararrayos es una barra metálica con una o varias puntas. En ellas la acumulación decargas inducidas es grande, y por eso atrae al rayo. Los pararrayos están conectados a tierrapor unos cables que llevan el rayo hacia el suelo, y así no se producen daños en los edificios,los árboles o las personas. Cada año caen sobre la tierra más de tres mil millones de rayos que provocan numerosas muertes. Por eso, se intenta mejorar la eficacia de los pararrayos. En tu carpeta de trabajo:¡¡ Elige y subraya la respuesta correcta:a) Durante las tormentas, las nubes se cargan de electricidad porque… RECIBEN LAS CARGAS DEL SUELO / EL AIRE LAS FROTAb) En la superficie de la Tierra se acumulan cargas de… IGUAL SIGNO / DISTINTO SIGNOc) Las cargas eléctricas se acumulan más en… LAS PUNTAS / LAS ZONAS PLANASd) Los pararrayos… EVITAN QUE CAIGAN RAYOS / DIRIGEN LOS RAYOS HACIA EL SUELO, DONDE NO CAUSEN DAÑO¡¡ Busca información sobre daños provocados por los rayos en el Perú. Además, infórmate sobre las precauciones que debes tomar en caso de tormenta. En la segunda experiencia de aprendizaje has reconocido que, al frotar los cuerpos, se puede percibir la electricidad estática presente en ellos. En la tercera experiencia de aprendizaje realizarás cálculos matemáticos para medir la fuerza que existe entre dos cuerpos cargados eléctricamente. 133Electricidad, magnetismo y electromagnetismo

Experiencia de aprendizaje :EXPRESIÓN MATEMÁTICA DE LA LEY DE COULOMB Los cuerpos con distinta carga eléctrica se atraen y los cuerpos con igual carga eléctrica se repelen.El físico francés Charles Augustin de Coulomb estableció por experimentaciónelectrostatica una ley que tomaría su nombre y fue base para determinar la fuerza queexiste entre dos cargas eléctricas.La fuerza con la que dos cargas eléctricas se atraen o repelen es proporcional alproducto de la magnitud de dichas cargas e inversamente proporcional al cuadradode la distancia que las separa.Matemáticamente, la Ley de Coulomb se expresa así: q2F=K q1q2 q1 F F r2 r Donde: zz F es la fuerza de atracción (o repulsión) entre las cargas. Se mide en newton (N). zz q1 y q2 son las cargas eléctricas. Se miden en coulomb (C). zz r es la distancia que separa las cargas. Se mide en metros (m) zz K es una constante. Su valor depende del medio en que se encuentran las cargas. En el vacío es: K = 9 x 109 Nm2 C2134 Electricidad, magnetismo y electromagnetismo

Ejercicio de aplicación:1. Se tienen 2 cargas positivas q1 = 2 C y q2 = 10 C separadas a una distancia de 10 cm en el vacío. Calcula la fuerza que actúa entre las cargas. Haciendo un gráfico tenemos: La fórmula de la Ley de Coulomb es: q1 q2 F = K q1q2 r2 10 cmLos datos por reemplazar en la fórmula son:K = 9 x 109 Nm2 C2q1 = 2 Cq2 = 10 Cr = 10 cm = 0,1 mReemplazando datos: 109 Nm2 (2 C)(10 C) 9 × 20 ×109 N m2 C2F = 9 x C2 = (0,1)2 m2 1 × 10–2 C2 m2F = 180 x 1011 NEste resultado en notación científica se expresa así: (ver ficha de trabajo) F = 1,8 x 1013 N2. Del ejercicio anterior, calcula la fuerza que actúa entre las cargas si se aumenta la distancia de separación a 20 cm.Los datos por reemplazar en la fórmula serán los mismos, excepto el valor de la distancia,que cambia a 20 cm. r = 20 cm = 0,2 m 109 Nm2 (2 C)(10 C) 9 × 20 ×109 N m2 C2Reemplazando datos, se tiene: F= 9 x C2 = (0,2)2 m2 0, 04 C2 m2 9 × 20 ×109 N m2 C2 = 45 x 1011 N = 4,5 x 1012 N F = 4 × 10–2 C2 m2 La ley de Coulomb es una relación de proporcionalidad entre cargas eléctricas, distancias, fuerzas y una constante. 135Electricidad, magnetismo y electromagnetismo

Según los conceptos de proporcionalidad, podemos llegar a diversas conclusiones yplantear diversas hipótesis fácilmente comprobables.Por ejemplo, los ejercicios anteriores nos permiten comprobar que, si la distancia entrelas dos cargas aumenta, la fuerza de repulsión entre ellas disminuye.Esta conclusión se deduce también del enunciado de la ley que dice que la fuerza esinversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.3. ¿Qué fuerza es mayor, la que actúa sobre q1 o la que actúa sobre q2? Esta pregunta permite hacer una aclaración muy importante.Cuando se tienen 2 cargas separadas a cierta distancia, la fuerza de atracción o derepulsión que se calcula es tanto la que actúa sobre la carga q1 como la que actúa sobrela carga q2.FF Las fuerzas que aparecen son acción -reacciónq1 q2 Estas fuerzas son un par acción –reacción. Son opuestas y valen lo mismo. No importa que una de las cargas sea más grande que la otra. La ley de Coulomb es importante para interpretar los conceptos de campo eléctrico y potencial, que son necesarios para resolver ciertos problemas de electricidad. En tu carpeta de trabajo:¡¡ Resuelve los siguientes ejercicios aplicando la fórmula de la ley de Coulomb:a) ¿Con qué fuerza se atraerán dos cargas de un coulomb cada una si están a una distancia de 1 km una de la otra?b) ¿A que distancia, uno del otro, estarán colocados dos cuerpos cargados con un coulomb cada uno si se rechazan con la fuerza de un newton?c) ¿Qué carga tiene una esfera que, a una distancia de 500 m, atrae a otra igual con una fuerza de 81 N? En la tercera experiencia de aprendizaje has identificado el enunciado y la expresión matemática de la Ley de Coulomb, que permite calcular la fuerza de atracción o repulsión que existe entre cargas eléctricas.136 Electricidad, magnetismo y electromagnetismo

FICHA DE TRABAJO Recordando la notación científicaPropósito. Reconocer la utilidad del procedimiento matemático denominado«notación científica» para presentar y operar de manera simplificada númerosenteros muy grandes o decimales extremadamente pequeños. La notación científica es un modo de representar números mediante potencias de base diez.101= 10 106 = 1 000 000102 = 100 109 = 1 000 000 000103 = 1000 1020 = 100 000 000 000 000 000 000Adicionalmente, 10 elevado a una potencia negativa –n es igual a 1/10n.10–1 = 1/10 = 0,110–3 = 1/1000 = 0,00110–9 = 1/1 000 000 000 = 0,000 000 001Por lo tanto, un número como 156 234 000 000 000 000 000 000 000 000 puedeser escrito como 1,56234 x 1029, y un número pequeño como 0,0000000000234puede ser escrito como 2,34 x 10–11.Ejemplos:34 456 087 = 3,4456087 x 1070,0004508421 = 4,508421 x 10–4–5 200 000 000 = –5,2 x 109–6,1 = –6,1 x 100La parte potencia de 10 se llama a menudo orden de magnitud del número, y lascifras decimales son los dígitos significativos del mismo.Es muy fácil pasar de la notación decimal usual a la científica y recíprocamente,porque las potencias de diez tienen las formas siguientes:Si el exponente n es positivo, entonces 10n es 1 seguido de n ceros:Por ejemplo 1012 = 1 000 000 000 000 (un billón) 137Electricidad, magnetismo y electromagnetismo

Si el exponente es negativo, de la forma –n, entonces: 10 –n = 0, 000 ... 000 1Por ejemplo: (n ceros)10–5 = 0,00001, con cuatro ceros después de la coma decimal y cinco ceros en total.Esta notación es muy útil para escribir números muy grandes o muy pequeños, como losque aparecen en la física: la masa de un protón (aproximadamente 1,67 x 10–27 kg), ladistancia a los confines del universo (aproximadamente 4,6 x 1026 m).Esta escritura tiene la ventaja de ser más concisa que la usual. Por ejemplo, 1,48 x 1010resulta más corto que 14 800 000 000.La notación científica permite hacer cálculos mentales rápidos pero a menudo aproximados,porque considera por separado los dígitos significativos y el orden de magnitud (además delsigno).Ejemplos:Productos y divisiones: = 12 x 10–11zz 4 x 10–5 multiplicado por 3 x 10–6 = 3 x 4 x 10– 5 – 6 = 1,2 x 10– 10zz 5 x 10–8 entre por 3 x 105 = (5/3) x 10–8 – 5 = 1,66 x 10–13Sumas y diferencias: Para sumar o restar números representados en notación científica,debemos uniformar los exponentes de la base 10.zz 4,1 x 1012 + 8 x 1010 = 4,1 x 1012 + 0,08 x 1012 = 4,18 x 1012zz 1,6 x 10–15 – 8,8 x 10–16 = (16 – 8,8) x 10–16 = 7,2 x 10–16¡¡ Resuelve los siguientes ejercicios:1. Expresa en notación científica las siguientes cantidades: a) 857 346 970 586 b) 578 c) 20 000 000 0002. Los números expresados en notación científica, ¿a qué cantidad aproximada equivalen? a) 5,2 x 10–4 b) 3,3 x 105 c) 180 x 1011138 Electricidad, magnetismo y electromagnetismo

FICHA INFORMATIVA Variedad de imanesHasta hace algunos años, solo había imanes naturales constituidos por la piedramagnetita (ferrita). En la actualidad, se preparan imanes artificiales producidos poraleación de diferentes materiales. Por ejemplo:Cerámicos. Son lisos y de color gris oscuro, Flexibles. Se usan en publicidad, cierres parade aspecto parecido a la porcelana. Se usan refrigeradoras, etc. Tienen gran flexibilidad epara pegar en figuras que se adhieren a las incluso se pueden enrollar. Se fabrican conrefrigeradoras. Son muy frágiles, pueden aglomeración de finas partículas de ferritaromperse si se caen. Se fabrican con sobre un plástico.partículas finas de ferrita (oxido de hierro) yotros materiales.Imanes de álnico (el término álnico proviene Imanes de «tierras raras». Son imanesde tres iniciales que son sus constituyentes de última generación, de aspecto dorado obásicos: aluminio, níquel y cobalto). Tienen plateado. Se utilizan en dispositivos mecánicosla ventaja de ser económicos, aunque y eléctricos como radios y parlantes. Tienenno tienen mucha fuerza. Son plateados o bastante poder de imantación y estándorados porque están recubiertos para evitar hechos de neodimio o de samario, elementosla oxidación. conocidos como «tierras raras». ¿Sabías que algunos países como China y Japón han fabricado un tren que en lugar de ruedas tiene imanes? Este tren se llama Maglev (levitación magnética). El tren levita, es decir, flota sobre los rieles aprovechando el principio derepulsión entre polos iguales. Este tren va muy rápido, ya que al flotar se elimina la fuerza de rozamiento. 139Electricidad, magnetismo y electromagnetismo

Actividad 2 La electricidad en movimientoExperiencias de aprendizaje Propósito1. Corriente eléctrica Conocer cómo se produce y conduce la corriente eléctrica e identificar las magni- tudes relacionadas con ella, calculando el2. Magnitudes relacionadas con la consumo de energía de los aparatos eléc-corriente tricos.3. Circuitos lógicos Resolver problemas de matemática re- creativa. Descripción ContenidosEn la primera experiencia de aprendi- Área de Matemáticazaje estudiarás las condiciones nece-sarias para que circule corriente eléc- Matemática recreativatrica y armarás un circuito. zz Ordenamiento lineal de informaciónEn la segunda experiencia de apren- Área de Ciencia, Ambiente y Saluddizaje analizarás magnitudes relacio-nadas con la corriente y la forma de Corriente eléctricaahorrar energía eléctrica. zz Concepto zz Conductores y aislantesEn la tercera experiencia de apren- zz Circuito eléctricodizaje desarrollarás tu pensamiento zz Ley de Ohmcreativo dando respuesta a situacio-nes cuya solución requiere de razona-miento lógico. Ficha de trabajo Palabras claveElaborando una pila casera Voltaje Ficha informativa ConductoresLas pilas y el medio ambiente Aislantes Electrodos Resistencia Intensidad Potencia Kilowatt/hora140 Electricidad, magnetismo y electromagnetismo

Experiencia de aprendizaje : CORRIENTE ELÉCTRICA Uno de los mayores logros de la humanidad ha sido generar electricidad y utilizarla en forma de corriente eléctrica. Si armas un circuito eléctrico sencillo, te darás cuenta de estos dos procesos: generación y utilización. Materiales:zz Una pila grande, gutapercha, un foquito de linterna (1,5 V), dos clips metálicos, medio metro de cable de luz simple, un pedazo de cartón. Procedimiento:1. Con la gutapercha, sujeta la pila al cartón.2. Corta el cable en tres partes: uno de 20 cm y dos de 15 cm. Pela las puntas de cada pedazo.3. Une un cable, por un lado, a un polo de la pila; por el otro, a la rosca del foquito. Une el se- gundo cable al otro polo de la pila y a uno de los clips. El tercer cable únelo al otro clip y a la rosca del foquito. Guíate de la figura.4. Para fijar los cables a la pila, usa gutapercha; para fijarlos en los clips y en el foquito, sim- plemente enróllalos.5. Junta los clips. Luego sepáralos. Observa qué sucede en cada caso. zz ¿Qué elemento proporciona energía eléctrica? zz ¿Qué elemento utiliza la energía eléctrica? zz ¿Para que sirven los cables? zz ¿Para qué sirven los clips? ¿Qué es la corriente eléctrica? La corriente eléctrica es el movimiento ordenado y continuo de electrones a través de un cable conductor. La corriente eléctrica no pasa con la misma facilidad en todos los materiales. Debido a ello, los materiales se clasifican como conductores y malos conductores. Los conductores son la mayoría de los metales, el agua y el cuerpo humano que permiten el paso de la corriente eléctrica. 141Electricidad, magnetismo y electromagnetismo

Los malos conductores no permiten el paso de la corriente eléctrica. Porejemplo, la madera, el plástico, la porcelana, el vidrio y el caucho. Por ello se lesutiliza como aislantes.zz Lee la siguiente información: Se suele comparar la corriente eléctrica con un modelo hidráulico. Considera dos recipientes que contienen agua a diferentes niveles. El agua fluye de un recipiente hacia el otro hasta que los niveles se igualen. De la misma manera, los electrones se mueven a través de un conductor cuando hay una diferencia de potencial (diferencia de cargas) entre sus extremos. Si queremos que el flujo del agua se mantenga entre los dos recipientes, es necesaria una bomba. En el caso eléctrico, la bomba, es decir, el dispositivo que mantiene la diferencia de potencial son los generadores eléctricos. La diferencia de potencial se llama fuerza electromotriz, también tensión o voltaje. El voltaje se mide en voltios (V). Así, una pila da 1,5 V; una batería, 9 V; la red eléctrica, 220 V. En tu carpeta de trabajo:¡¡ Relaciona las dos columnas escribiendo la letra correspondiente.a) Flujo de electrones ( ) Plástico del cable eléctricob) Fuerza electromotriz ( ) Pilac) Conductor ( ) Corriente eléctricad) Aislante ( ) Cable de cobree) Generador de corriente ( ) Voltaje Circuito eléctrico Un circuito eléctrico es el conjunto de dispositivos por los cuales circula la corriente eléctrica. Los elementos que forman un circuito son: Generadores. Proporcionan energía eléctrica, es decir, la energía para que se muevan los electrones. Ejemplos: pilas y baterías. Conductores. Son los cables metálicos que conducen la electricidad, con baja resistencia. Receptores. Son los aparatos que transforman la electricidad en otro tipo de energía. Ejemplos: focos, radio, licuadora, etc. Interruptor. Es el elemento que abre o cierra el circuito.142 Electricidad, magnetismo y electromagnetismo

En tu carpeta de trabajo:¡¡ Relaciona los elementos de un circuito escribiendo la letra correspondiente. a) Interruptor ( ) Cables metálicos que unen el generador con los receptores. b) Generador ( ) Aparato que transforma la energía eléctrica en otro tipo de energía. c) Receptor ( ) Produce corriente eléctrica. d) Conductor ( ) Abre y cierra un circuito. Pilas y baterías Polo positivo (+) Barra deLas pilas y las baterías son generadores de carbónenergía eléctrica. Ellas convierten energía Pastaquímica en energía eléctrica. química CápsulaLas pilas tienen dos electrodos o polos: de zinczz El polo negativo es una cubierta metálica de Polo negativo (–) zinc.zz El polo positivo es una barra de carbón.Ambos electrodos están sumergidos en una pastade sustancias químicas. Las reacciones químicasque se producen entre la pasta y los electrodoshace que uno de ellos pierda electrones y el otrolos reciba. Se crea así una diferencia de potencialque pone en movimiento los electrones a travésdel cable al que está conectada la pila. Las pilas y baterías están Investiga sobrehechas con materiales muy tóxicos que los distintos tipos decontaminan el ambiente. Por eso, debes usarlas con moderación y solo cuando pilas. Presenta la información en un es necesario (ver ficha informativa). tríptico.En la primera experiencia de aprendizaje has experimentado cómo se produce unacorriente eléctrica y cómo circula en un circuito eléctrico. En la segunda experienciade aprendizaje identificarás las magnitudes eléctricas de uso cotidiano. 143Electricidad, magnetismo y electromagnetismo

Experiencia de aprendizaje : MAGNITUDES RELACIONADAS CON LA CORRIENTE Mi primo enchufó su radio de 110 V a la corriente de 220 V y la malogró. Mi recibo de luz indica que he consumido en el mes 150 kilowatts/hora. La ducha eléctrica consume cerca de 600 W. En la vida cotidiana hablamos frecuentemente de magnitudes y unidades que se relacionan con la corriente eléctrica. Por eso, es importante que las conozcas. Principales magnitudes Voltaje. Se le llama también fuerza electromotriz (fem), diferencia de potencial o tensión. Es la fuerza que despliega un generador para llevar las cargas a través del circuito. La unidad de medida es el voltio (V). Por ejemplo, el voltaje de una pila es 1,5 V y el de la red eléctrica, 220 V. Resistencia (R). Es la mayor o menor oposición que presenta un conductor al paso de la corriente eléctrica. Por ejemplo, un cable grueso presenta menor resistencia al paso de la corriente; por esta razón, se usan en los cables de alta tensión. La unidad de medida en el SI es el ohmio (Ω). Potencia. Nos indica la cantidad de energía que consume un aparato eléctrico. Se mide en watt o vatio (W). Así, una licuadora consume 300 W, un foco 100 W, etc. P = V2/R144 Electricidad, magnetismo y electromagnetismo

Potencia de los artefactos y equipos más utilizados en el hogarEstas potencias son referenciales, dependen del tipo o modelo del artefacto. La potencia deun artefacto generalmente va impresa en la parte posterior del mismo. Cálculo de consumo de energía eléctrica de algunos artefactosLa energía consumida por nuestros artefactos eléctricos se expresa en kilowatt hora (kWh).Recuerda que el prefijo kilo significa mil, por lo tanto: 1 kilowatt = 1000 wattsLa energía eléctrica consumida por un artefacto eléctrico se determina multiplicando lapotencia de dicho artefacto (kW) por la cantidad de horas que está encendido: Potencia del Tiempo que está Energía consumidaartefacto eléctrico x encendido el artefacto = por el artefacto (kWh) (kW) (horas)Ejercicios de aplicación:1. Si un foco de luz de 100 W (0,1 kW) está encendido cinco horas diarias, ¿cuál será su con- sumo de energía en un mes?Si el foco está encendido cinco horas al día, en un mes de 30 días será: 5 horas/día x 30 días = 150 horas.Por lo tanto, este foco tiene un consumo de energía mensual de: 0,1 kW x 150 horas = 15 kWh2. Si un televisor de 14” cuya potencia es de 80 W (0,08 kW) está encendido ocho horas dia- rias, ¿cuál será su consumo de energía en un mes? 8 horas/día x 30 días = 240 horasPor lo tanto, este televisor tiene un consumo de energía mensual de: 0,08 kW x 240 horas = 19,20 kWh 145Electricidad, magnetismo y electromagnetismo

3. ¿Cuál será el consumo mensual de una refrigeradora de 250 W (0,25 kW) de potencia? Considerando que una refrigeradora está enchufada todo el día pero su motor funciona un promedio de diez horas al día (dependiendo del tipo), entonces en un mes se tendrá: 10 horas/día x 30 días = 300 horas El consumo de energía mensual será: 0,25 kW x 300 horas = 75 kWh En tu carpeta de trabajo:¡¡ Tomando como referencia el cuadro siguiente, calcula el consumo de energía eléctrica de los artefactos de tu vivienda y compáralo con tu recibo de electricidad.I II III IV V VI VII Artefactos Potencia Potencia kW Cantidadde Horas de Días de Consumo eléctricos eléctrica W 0,08 artefactos consumo consumo en mensual en que utilizasnormalmente 80 1 diario un mes kWhTelevisor 14” 8 30 19,2 Total Ten en cuenta: a) En la columna I anota el tipo de artefacto eléctrico que usas en tu hogar. Por ejemplo: tele- visor de 14”, radio, etc. b) En la columna II anota la potencia de cada uno de los artefactos señalados en la columna I. Tienes algunas potencias como dato en la página anterior. c) En la columna III anota la potencia del artefacto en kW. Para ello tendrás que dividir lo ano- tado en la columna II entre 1000, ejemplo: 80/1000 = 0,08 d) En la columna IV anota la cantidad de artefactos eléctricos del mismo tipo que usas en tu hogar. Ejemplo: si tienes solo un televisor de 14”, deberás anotar 1. e) Anota en la columna V la cantidad de horas al día que está encendido cada uno de tus arte- factos. Si algún artefacto está encendido menos de una hora al día, utiliza las siguientes equivalencias: 15 minutos = 0,25 (1/4 hora) 30 minutos = 0,50 (1/2 hora) 45 minutos = 0,75 (3/4 hora)146 Electricidad, magnetismo y electromagnetismo

f) En la columna VI anota la cantidad de días al mes que utilizas tus artefactos. Por ejem- plo, si usas todos los días el televisor de 14” deberás escribir 30.g) En la columna VII anota el consumo mensual de cada uno de los artefactos. Para ello, multiplica los valores anotados en las columnas III, IV, V, VI. El resultado de esta opera- ción será el consumo mensual en kWh de cada uno de los artefactos. Por ejemplo: 1 x 0,08 kW x 8 horas/día x 30 días = 19,2 kWhh) Finalmente, deberás sumar los consumos mensuales de cada uno de tus artefactos y anotar- los en el recuadro TOTAL. Este valor representa tu consumo mensual en kWh.El TOTAL de kWh que has calculado debe coincidir aproximadamente con lo que indica tu recibode luz donde dice «consumo por facturar». Esta cantidad, multiplicada por el valor unitario de 1kWh, es tu consumo mensual y aparece en el recibo de luz donde dice «consumo de energía».Veamos un modelo referencial de recibo de luz:ESTEVES SAÚL DETALLE DE LOS IMPORTES FACTURADOSUnd 277 Mz. A Lt. 18 Sauces 2A. Surquillo Descripción Precio unitario (importe)RECIBO N.° 96327509 Cargo fijo 2,19PARA CONSULTAS, SU Mant. y reposición de conexión 0,84N.° DE SUMINISTRO ES: 590297 Consumo de energía 0,3086 47,83 Alumbrado público 5,21DATOS DEL SUMINISTRO DETALLE DEL CONSUMO Interés compensatorio 0,02 Nota de Débito (Res. N.° 423-2007-OS/CD) 1,02Medidor: Monofásico CONSUMO DE ENERGÍA ELÉCTRICA IGV 10,85Tarifa: BT5B Lectura actual : 1939 (11/02/08) Electrificación Rural (Ley N.° 28749) 0,0070 1,09Conexión: Subterránea Lectura anterior : 1784 (10/01/08)Alimentador: SA-18 Diferencia entre lecturas: 155 SUBTOTAL DEL MES 69,05Potencia contratada: 0,80 kW Factor del medidor: 1 REDONDEO (0,05) Consumo por factura : 155 kw/h TOTAL IMPORTES FACTURADOS 69,00 Ahorro de energíaEl siguiente cuadro te indica la electricidad que consumen los artefactos eléctricos.Por ejemplo, encender una radio equivale a encender Terma 20un foco de 100 W, y una terma equivale a 20 focos. 2000 W focos ¡Te recomendamos! Horno 12 microondas focoszz Aprovecha la luz natural. Abre las cortinas. Enciende 10 solo las luces que sean necesarias. 1200 W focos Plancha 3 1/2zz Usa focos ahorradores. Solo consumen el 20% de 1000 W focos energía que un foco normal. 2 Refrigeradora focoszz Junta la mayor cantidad de ropa para planchar y así 350 W 1 1/2 evitarás desperdicios de calor en el encendido y Televisor focos apagado de tu plancha. 21” a color 200 Wzz Si los jebes del refrigerador están viejos, cámbialos. Así evitas que el refrigerador trabaje de más. Equipo de sonido (estéreo) 120 WEl ahorro de energía que puedes lograr beneficiará a tu bolsillo al reducir costos y contribuirása la conservación del ecosistema. 147Electricidad, magnetismo y electromagnetismo

Otra magnitud que relaciona el voltaje (V) con la resistencia (R) es la intensidad (I). Estos son tres componentes presentes en cualquier circuito eléctrico. Se relacionan entre sí mediante una ley conocida como la ley de Ohm, la cual estudiarás a continuación.Intensidad o corriente eléctrica (I). Es el flujo de cargas que circula por uncircuito cerrado. Depende fundamentalmente de la tensión o voltaje (V) que seaplique y de la resistencia (R) en ohm que ofrezca al paso de esa corriente la cargao receptor (consumidor conectado al circuito).La unidad de medida de la intensidad de la corriente eléctrica (I) es el amperio (A).Un amperio (A) es la corriente que produce una tensión de un voltio (1 V) cuando seaplica a una resistencia de un ohm (1 Ω). Ley de OhmEl físico y matemático alemán Georg Simon Ohm estableció la relación constanteque existe entre la intensidad, la fuerza electromotriz y la resistencia, que son loselementos fundamentales de la corriente eléctrica:«La intensidad de la corriente en un alambre metálico es directamente proporcionala la diferencia de potencial que existe en sus extremos e inversamente proporcionala la resistencia del circuito».Matemáticamente, la ley de Ohm se expresa así: V = I R resistencia Ley de Ohm V = IR A amperímetro interruptor pilaDonde:V =valor de la tensión, diferencia de potencial o voltaje que produce la pila o generador de corriente eléctrica en voltios (V).R =valor de la resistencia del consumidor o carga conectada al circuito en ohm (Ω).I =intensidad de la corriente que recorre el circuito en amperios (A).Despejando de la fórmula V = IR, se tiene: V y V R= I= I ROtra forma de enunciar la ley de Ohm es:«El cociente entre la fuerza electromotriz o voltaje y la intensidad de la corriente es una cantidad constante llamada resistencia».148 Electricidad, magnetismo y electromagnetismo

Ejercicios de aplicación:1) La fuerza electromotriz de la corriente eléctrica es de 220 V. Si los focos instalados tienen 110 Ω de resistencia, ¿cuál es el valor de la intensidad?Datos: V = 220 V R = 110 ΩReemplazando en la fórmula: I = V/RSe tiene: I = 220 V / 110 Ω = 2 A2) ¿Qué resistencia tendrá un foco si lo atraviesa una corriente de 220 V con 18 A?Datos: V = 220 V I = 18 AReemplazando en la fórmula: R = V/ISe tiene: R = 220 V/18 A = 12,2 ΩEn tu carpeta de trabajo:¡¡ En un circuito eléctrico se determinaron experimentalmente los siguientes datos del vol- taje e intensidad de corriente:V (V) 0 1 2 3 4 6 8 10I (A) 0 1,1879 2,3758 3,5637 4,7516 7,1274 9,5033 11,8791R = V/I (Ω)a) Realiza los cálculos y comprueba que el valor de la resistencia se mantiene constante.b) Elabora la gráfica de los datos registrados en la tabla y comprueba que la pendiente de la recta que se obtiene es igual al valor de la resistencia.En la segunda experiencia de aprendizaje Investiga sobre elhas identificado las magnitudes efecto Joule en todofundamentales de la corriente eléctrica yla fórmula mediante la cual se relacionan. circuito eléctrico yTambién has aprendido cómo calcular presenta un informe.el consumo de energía de los aparatoseléctricos. En la tercera experiencia deaprendizaje te distraerás con un poco decircuitos lógicos. 149Electricidad, magnetismo y electromagnetismo

Experiencia de aprendizaje : CIRCUITOS LÓGICOS Analiza la siguiente situación: En el segundo piso de un viejo caserón hay tres habitaciones, cada una tiene un foco. Los interruptores para encender o apagar los focos están en el primer piso empotrados en la pared. Se encuentran en posición de «apagado» y no siguen un orden. ¿Cómo puedes saber qué interruptor corresponde a cada foco si solo puedes subir y entrar una sola vez en cada habitación para verificar? Para solucionar este problema, te será útil recordar no solo que un foco es una fuente de luz, sino que la energía eléctrica que llega a él se transforma en calor, el cual se percibe porque el foco se calienta (efecto Joule). La temperatura del foco depende del tiempo que lleve encendido y puede alcanzar los 70 °C. Antes de dar una respuesta, analiza nuevamente la situación planteada e intenta dar una solución lógica a este problema.150 Electricidad, magnetismo y electromagnetismo