Contaminación atmosférica

El aire limpio es transparente aunque cuando lo observamos en la atmósfera, con su gran espesor, manifiesta un bello color azul. Si a la atmósfera le añadimos el humo de los coches, de las fábricas, de las calefacciones, etc. lo oscurecemos, el aire se vuelve opaco y decimos que es aire contaminado.

¿Qué es la contaminación?

La contaminación atmosférica es la presencia en el aire de materias que en determinadas cantidades implican un riesgo, daño o molestia grave para las personas y demás seres vivos, bienes de cualquier naturaleza, así como que puedan atacar a distintos materiales, reducir la visibilidad o producir olores desagradables.

La contaminación atmosférica puede ser natural, producida por erupciones volcánicas o incendios forestales no provocados o por la actividad biológica de los seres vivos. Pero este tipo de contaminación ha existido siempre y el planeta Tierra es capaz de autorregularse.

Pero la más dañina y difícil de regular es la contaminación atmosférica de origen artificial, debida a las actividades del ser humano. Los procesos industriales y la quema de combustibles fósiles son los principales focos de contaminación.

Contaminantes principales del aire

• Gases
• Ruido
• Partículas sólidas
• Luz

Los  principales problemas ambientales derivados de la contaminación son:

• Lluvia ácida
• Disminución del espesor de la capa de ozono
• Incremento del efecto invernadero

Efectos de la contaminación

-Las principales sustancias que el ser humano emite a la atmósfera son gases nocivos y partículas sólidas o líquidas. Los gases emitidos son principalmente óxidos de nitrógeno y de azufre que provocan la lluvia ácida, con los siguientes efectos:

• Contaminación de ríos y lagos, perjudicando a los seres vivos.
• Contaminación de suelos, perjudicando a las plantas.
• Deteriora la superficie de edificios hechos con roca caliza (mal de la piedra).

-Los CFCs presentes en sistemas de refrigeración, frigoríficos y aerosoles destruyen la capa de ozono de la ionosfera.

-El metano y el dióxido de carbono alteran el efecto invernadero natural de la atmósfera que favorece  el cambio climático, que se manifiesta de varias formas:

• Aumento de inundaciones, sequías, huracanes, etc.
• Desertización.
• Pérdida de hielo en los casquetes polares.
• Aumento del nivel del mar.

-Las partículas más nocivas son los humos y cenizas procedentes de la combustión de combustibles fósiles, las "nieblas" y aerosoles que escapan de algunas industrias químicas, el polvo de de las canteras y explotaciones mineras.

-Tampoco debemos olvidar la contaminación acústica y la contaminación lumínica.

Y como contaminación natural, el excesivo polen de las plantas en determinadas estaciones del año.

-La contaminación produce sobre los seres humanos y animales: bronquitis crónica, catarros y dificultades respiratorias, cansancio y cefaleas, irritación de los ojos y mucosas, afecta a la inteligencia de los niños, produce modificaciones genéticas y malformaciones en los fetos.

-Algunos de estos son cancerígenos.

-Sobre las plantas producen alteración de diversos mecanismos vitales y daños en las hojas, flor y fruto.

-La acción de los contaminantes atmosféricos sobre los materiales causa daños irreparables sobre los objetos y los monumentos de alto valor histórico-artístico bien por la sedimentación de partículas sobre la superficie de los mismos, afeando su aspecto externo, o por ataque químico al reaccionar el contaminante con la piedra.

-Otro efecto a tener en cuenta es la corrosión de los metales en puentes y otras estructuras.

Ley de HOOKE

LEY DE HOOKE

El alargamiento de un muelle es directamente proporcional a la fuerza que lo produce:

F = k.x

F= fuerza aplicada expresada en N  
 x = alargamiento producido expresado en m
k =constante recuperadora del muelle que se mide en N/m y que depende del muelle utilizado    

Ya sabemos que las fuerzas se miden  con un instrumento llamado dinamómetro. 

Su funcionamiento se basa en el alargamiento que sufre un muelle, que lleva en el interior, cuando se cuelga de él un objeto. 

La unidad de fuerza en el Sistema Internacional es el Newton (físico y matemático inglés llamado Isaac Newton 1643-1727)

El dinamómetro tiene dos ganchos (el superior para colgarlo y el inferior  sirve para colgar los pesos o ejercer las fuerzas a medir) y el muelle interior que lleva impresa una escala  para medir la fuerza en N.

Actividad interactiva de la Ley de Hooke

Segunda actividad interactiva 

¿Qué es una fuerza?

¿Qué es una fuerza?

En nuestra vida cotidiana usamos a menudo la palabra fuerza. Por ejemplo:

• Si una cosa cae al suelo, decimos que es debido a la fuerza de la gravedad.
• Si enfrentamos dos imanes decimos que la repulsión o la atracción entre ellos es debida a la fuerza magnética.
• Al empujar una cosa para moverla también decimos que hacemos fuerza.
• Y lo mismo si apretamos un balón hasta deformarlo o estiramos un muelle.

Estos ejemplos son casos muy distintos. Entonces, ¿qué es una fuerza?

Las fuerzas son los agentes que la física utiliza para explicar las interacciones entre los cuerpos, es decir, lo que le ocurre a un cuerpo debido a la presencia cercana o lejana de otro cuerpo. Estas interacciones pueden ser:

• Fuerza por contacto directo: Requiere contacto entre los cuerpos. Ejem caballo tirando de un carro, niño empujando una silla.

• Fuerza a distancia: se ejerce sin que haya contacto entre los cuerpos y son de tres tipos:
  -Gravitatorias: entre cuerpos que tienen masa.
  -Magnéticas entre dos imanes o un imán con el hierro
  -Eléctricas: entre cuerpos con cargas eléctricas. 

FUERZA es toda causa capaz de modificar el estado de reposo o movimiento de un cuerpo o deformarlo.

   La unidad de fuerza en el Sistema Internacional es el Newton (N) Un NEWTON es la fuerza que hay que ejercer sobre un cuerpo de un kilogramo de masa para que adquiera una aceleración de 1 m/s², o sea,

1 N = 1 Kg · 1 m/s²

   Las fuerzas se miden con un instrumento llamado dinamómetro. 
Su funcionamiento se basa en el alargamiento que sufre un muelle cuando
se cuelga de él un objeto.

Los resultados o efectos de la acción de una fuerza son de dos tipos:
     -Cambios de forma: pueden deformarlos como estirar un muelle o amasar arcilla.
     -Cambios en el estado de reposo o movimiento de un cuerpo: como al acelerar
        o frenar un vehículo.


 Según el comportamiento de los cuerpos al ejercer una fuerza se clasifican:

-Rígidos son los que no se deforman al ejercer sobre ellos una fuerza. Ejem una roca

-Plásticos: se deforman bajo la acción de una fuerza, pero no recuperan su inicial si cesa la fuerza.    Ejem Plastilina.

-Elásticos: se deforman pero recuperan su forma inicial, cuando la fuerza deja de actuar.    Ejem. Muelle.

    Cuerpo elástico                       Cuerpo plástico                               Cuerpo rígido      

Las fuerzas se representan por vectores:

· Dirección: recta sobre la que actúa la fuerza.
· Punto de aplicación: es el punto donde se ejerce la fuerza.
· Sentido: es la orientación de la fuerza sobre la recta.
· Módulo es el valor numérico de la fuerza. Intensidad es el valor de la fuerza. Se expresa con un nº y una unidad de medida.

Animación: Dibuja las fuerzas

Enlace

Composición de fuerzas

ROZAMIENTO

La fuerza de rozamiento es una fuerza que aparece cuando hay dos cuerpos en contacto, se desplazan uno sobre el otro o intentan hacerlo, sus superficies rozan y se produce una fuerza que se opone al movimiento, llamada fuerza de rozamiento.  Es la causante, por ejemplo, de que podamos andar (cuesta mucho más andar sobre una superficie con poco rozamiento, hielo, por ejemplo, que por una superficie con rozamiento como, por ejemplo, un suelo rugoso).

Fuerza de rozamiento, F, es una fuerza opuesta al movimiento, que se produce por la interacción entre las superficies en contacto de dos cuerpos

La fuerza de rozamiento depende de dos factores:

-De la rugosidad de las superficies, a igualdad de peso, cuanto más rugosas son las superficies, mayor es la fuerza de rozamiento entre ellas.

-Del peso del cuerpo apoyado, a igual rugosidad de las superficies, cuanto mayor es el peso del cuerpo apoyado, mayor es la fuerza de rozamiento entre ellas.

                                                                                   La fuerza de roce que opone el aire
                                                                                                                favorece la función del paracaídas

RESOLVEMOS PROBLEMAS de MOVIMIENTO

1-Un conductor sale de su casa y viaja hacia el norte de la ciudad empleando dos horas en su recorrido, posteriormente se devuelve a su lugar de partida y emplea tres horas en su recorrido de regreso, si la distancia entre el norte de la ciudad y la casa del conductor son 1.6 km, calcular:

    a. Rapidez de todo el recorrido.

    b. Velocidad de todo el recorrido.

    c. Velocidad en la primera parte del recorrido.

(En este tipo de ejercicios se debe hacer un acto de fé y pensar que la trayectoria es una línea recta y que el cuerpo en movimiento mantiene una velocidad constante durante TODO el recorrido).

Generalmente un dibujo ayuda a comprender la situación, haremos la toma de datos (identificar los datos conocidos) y escribir la  fórmula que los relaciona y después sustituir cada letra por su valor .

Datos conocidos: Tiempos                                          Datos desconocidos

Hacia el norte: 2 horas                                                 Rapidez y velocidad
De regreso a la casa: 3 horas
Distancia de la casa al norte: 1.6km

a. Para calcular la rapidez de todo el trayecto, reemplazamos en la fórmula los valores de "s" y "t", "s" es igual al espacio total recorrido que corresponde a:  1.6km + 1.6km = 3.2km

t equivale al tiempo en recorrer dicho espacio y es:    2h + 3h = 5h

Al sustituir los valores en la fórmula obtenemos:

Significa que cada hora el vehículo avanzó 0.64km en promedio, por tal razón la rapidez se considera como velocidad media

b. Como el desplazamiento resultante es cero, (Es cero porque el conductos regresa de nuevo a su posición inicial, de nuevo hacemos un acto de fé y suponemos que aparcó el coche en el MISMO lugar, ni un centímetro más) la velocidad es cero, al reemplazar el fórmula obtenemos:

c. La velocidad hacia el norte se determina reemplazando en la fórmula x por 1.6km y t por 2h, la respuesta debe ser 0.8km/h.

2-Un motorista circula durante media hora recorriendo 45 kilómetros . Calcula su velocidad en metros por segundo.

Fórmula	Toma de datos,	Sustituir cada letra por su valor y operar:
	t = 1/2 h  s = 45 km  ¿v?	V = 45000/1800 = 25 m/s

Los expresamos en las unidades en m/s

t = 1/2 h = 30 x 60 = 1800 s

s = 45 km  = 45x1000 = 45000 m  

3-Un caracol avanza con una velocidad de 3 cm/min. ¿Cuánto tardará en recorrer 50 cm? Expresa el resultado en unidades del SI

Fórmula	Toma de datos
	v = 3 cm/min  s = 50 cm  m       ¿t?

       
velocidad del caracol  
        

         distancia a recorrer

         

A continuación escribimos la ecuación de la velocidad media y despejamos el tiempo

                           
Por último sustituimos en esta ecuación los datos que conocemos, expresados en unidades del SI:

                   

¿Rapidez o Velocidad?

RAPIDEZ: Mide la distancia recorrida en la unidad de tiempo. Es una magnitud escalar, importa solo la cantidad.

VELOCIDAD: Mide el desplazamiento recorrido entre unidad de tiempo. es una magnitud vectorial, importa la cantidad y hacia donde se dirige.

Cuando hablamos de rapidez nos referimos a "cuanto" en cantidad (determina el espacio recorrido), pero al hablar de velocidad estaremos hablando de "cuanto" en cantidad  y hacia donde (depende del desplazamiento, es decir, de los puntos inicial y final del movimiento, y no como la rapidez, que depende directamente de la trayectoria) .

"La velocidad es la rapidez con dirección y sentido"

 

La velocidad puede definirse como la cantidad de espacio recorrido por unidad de tiempo con la que un cuerpo se desplaza en una determinada dirección y sentido.

Su unidad de medida en el S.I. es el metro por segundo (m/s), esto quiere decir que la velocidad (módulo) de un cuerpo es de 5 m/s estamos indicando que cada segundo ese mismo cuerpo se desplaza 5 metros. 

Animación: ¿Qué es un vector?

PROBLEMA

Un jugador de golf se encuentra en línea recta a 4.5 metros de un hoyo. Calcular:

a) La velocidad a la que debe golpear la pelota para que llegue al hoyo en 9 segundos.

b) El tiempo que tarda en llegar la pelota al hoyo si la golpea con una velocidad de 2 m/s

 a) Dado que la distancia en línea recta (desplazamiento) es de 4.5 m y el tiempo que tarda en recorrer esa distancia son 9 segundos, basta con sustituir los datos en la ecuación de la velocidad:

Datos	Fórmula	Sustituimos y calculamos
s = 4.5 m t = 9 s ¿v?

b) En este apartado conocemos la distancia recorrida por la pelota 4.5 m y su velocidad 2 m/s. Sustituyendo en la misma ecuación anterior

Datos	Fórmula	Sustituimos y calculamos
s = 4.5 m v = 2 m/s ¿t?

TIPOS de Movimientos

TIPOS DE MOVIMIENTOS 

A-Según su trayectoria los movimientos se clasifican en:

1-Movimientos RECTILÍNEO.
Su trayectoria es recta, es decir, el móvil sigue los puntos de una recta.

• Movimiento rectilíneo uniforme (MRU)    Es el que describe un móvil que sigue una trayectoria rectilínea y mantiene su velocidad constante.  Ejem.: Un ascensor, una escalera mecánica, etc.

• 
  
  
  
  El espacio recorrido aumenta de manera constante y regular  por lo que su representación gráfica i representamos la gráfica velocidad-tiempo obtenemos una recta horizontal
  
  
  
•   Movimiento rectilíneo uniformemente variado (MRUV)   Es el que describe un móvil que sigue una trayectoria rectiínea y varía su velocidadad de forma regular y constante. Un objeto que cae libremente tiene trayectoria rectilínea y su velocidad amuenta de forma regular y constante. Si representamos la velocidad en función del tiempo, obtenemos una gráfica lineal cuya pendiente depende del valor de la aceleración.

2-Movimientos CURVILÍNEO
Su trayectoria es curva. Entre ellos:

• Circular. Si el móvil gira alrededor de un punto central. Por ejemplo, una piedra atada a una cuerda o unas aspas de molino.

• Parabólico. Si el móvil describe una parábola como la de una pelota que se lanza con las manos o con los pies.

• Elípticos. Su trayectoria es una elipse, como la que describes los planetas en su movimiento alrededor del Sol o la de los satélites artificiales alrededor de la Tierra.

 

                                  Movimiento circular                 Movimiento parabólico (balón)    

Movimiento elíptico

 

B-Según su velocidad  los movimientos se clasifican en:
-Movimiento UNIFORME cuando la velocidad es constante, no varía. Estos movimientos no tienen aceleración.

Movimiento VARIADO su velocidad no es constante; es decir, estos movimientos tienen aceleración.