miércoles, 21 de septiembre de 2011

Propiedades mecánicas de la materia

Propiedades mecánicas de la materia
Estado sólido

preguntas generadoras


¿Qué significa cambio físico?
¿Pueden citar algunos ejemplos?
¿Es posible medir los cambios físicos?
¿Conocen la forma de hacerlo?

para dar respuesta a ellas van a desarrollar las siguientes actividades:
lean el siguiente texto:


Todo lo que nos rodea está formado por materia. También tienen peso, ya que son atraídos por la fuerza de gravedad. Por lo tanto, la masa y el peso son dos propiedades diferentes y no deben confundirse. Otra propiedad de la materia es el volumen, porque todo cuerpo ocupa un lugar en el espacio.
La materia está en constante cambio. Las transformaciones que pueden producirse son de dos tipos:
Físicas: son aquellas en las que se mantienen las propiedades originales de la sustancia ya que sus moléculas no se modifican.
Archivo:Diamond animation.gif
 Químicas: son aquellas en las que las sustancias se transforman en otras, debido a que los átomos que componen las moléculas se separan formando nuevas moléculas. 
Estados de la materia

La materia es todo cuanto existe en el universo y se halla constituido por partículas elementales, mismas que generalmente se encuentran agrupadas en átomos y en moléculas. La materia se presenta en cuatro estados de agregación molecular:
 
Sólido: si la energía cinética de sus moléculas es menor que la energía potencial que existe entre ellas.
Líquido: si las energías cinética y potencial de sus moléculas son aproximadamente iguales.
Gaseoso: si la energía cinética de las moléculas es mayor que su energía potencial.
Plasma: se produce a más de 5000ºC, bajo estas condiciones las moléculas se rompen, los átomos chocan en forma violenta y pierden sus electrones lo cual da origen a un gas extraordinariamente ionizado, mezcla de iones y electrones.
 
En esta sección solamente nos dedicaremos a estudiar a los sólidos.


elaboran un mapa mental en el que den cuenta de los estados de agregación de la materia

enseguida lean el siguiente texto:


Una propiedad de los sólidos es que tienen forma definida, lo cual se debe a que en el estado sólido cada molécula esta confinada en un espacio pequeño entre moléculas cercanas, por lo que vibran sin cambiar prácticamente de lugar debido a su alta fuerza de cohesión.
Las fuerzas moleculares determinan las propiedades de los sólidos, entre éstas propiedades podemos mencionar:
Dureza
Rigidez
Resistencia mecánica
Elasticidad
Cuando las fuerzas entre los átomos y moléculas de un sólido son muy grandes, resulta muy difícil rayarlo. Esta propiedad de los sólidos recibe el nombre de dureza. Los Geólogos identifican a los minerales por su grado de dureza.
La rigidez se encuentra en función de la resistencia que opone un cuerpo sólido a las fuerzas que tienden a deformarlo y está en relación con su elasticidad.
Por ejemplo, al aplicar una fuerza a cuerpos sólidos como una piedra, una canica, un balín o una moneda, se observa que no se deforman en virtud de que no son flexibles y por tanto carecen de elasticidad. Las propiedades anteriores de los sólidos se pueden modificar si se someten a calentamiento, a tratamientos mecánicos especiales o si se les agregan pequeñas cantidades de otros materiales.
Cuando se le da un tirón a una liga o a un resorte, se observa que su longitud aumenta. Cuando una pelota de voleibol es golpeada se observa que se deforma por un breve tiempo. Los tres cuerpos señalados, recuperan su forma original cuando deja de actuar sobre ellos la fuerza que los deformó. Por ello se dice que tienen elasticidad; esta propiedad que tienen algunos cuerpos se debe a las fuerzas entre los átomos y las moléculas. El hule es una sustancia muy elástica, sin embargo lo es más el acero; esto es si dejamos caer un balín de acero sobre un piso duro de cemento observamos que rebota más que si dejamos caer una pelota, alcanzando un 85 % de su altura original.
No todas las sustancias son elásticas. Por ejemplo, al apretar un trozo de plastilina, se verá que se alarga y conserva esta forma, aunque ya no se le aplique una fuerza, sin embargo no podrá recuperar su forma original.
Elasticidad: es la propiedad que tienen los cuerpos de recuperar su tamaño y forma original después de ser comprimidos, una vez que desaparece la fuerza que ocasiona la deformación. Cuando una fuerza actúa sobre un cuerpo provoca un esfuerzo en el interior del cuerpo ocasionando su deformación.
En algunos materiales como los metales, la deformación es directamente proporcional al esfuerzo. Sin embargo, si la fuerza es mayor a un determinado valor, el cuerpo queda deformado permanentemente. El máximo esfuerzo que un material puede resistir antes de quedar permanentemente deformado se designa con el nombre de límite elástico.
Si el cuerpo se rompe llega a su resistencia máxima denominado punto de ruptura. El punto de ruptura es el máximo esfuerzo que puede soportar un material antes de romperse.
Algunos ejemplos de cuerpos elásticos son: resortes, ligas, bandas de hule, pelotas de tenis, pelotas de fútbol y trampolines. La deformación de un cuerpo elástico es directamente proporcional a la fuerza que recibe. En otras palabras, si la fuerza aumenta al doble, la deformación también aumenta al doble; si la fuerza aumenta al triple, la deformación se triplica, y si la fuerza disminuye a la mitad, la deformación se reduce a la mitad; por ello se dice que entre estas dos variables existe una relación directamente proporcional.
Esfuerzo y deformación, tensión y comprensión unitaria

Cuando una fuerza aplicada a un cuerpo le produce una deformación se dice que el esfuerzo es la causa que origina la deformación elástica.
Existen tres tipos de esfuerzo:
Esfuerzo de tensión:
Se presenta cuando sobre un cuerpo actúan fuerzas de igual magnitud pero de sentido contrario que se alejan entre sí.
Esfuerzo de comprensión:
Ocurre cuando sobre un cuerpo actúan fuerzas iguales en magnitud pero de sentido contrario que se acercan entre sí.
Esfuerzo de corte:
Se presenta cuando sobre un cuerpo actúan fuerzas colíndantes de igual o diferente magnitud que se mueven en sentidos contrarios.
La elasticidad de alargamiento es característica únicamente de los sólidos. Así pues, el esfuerzo longitudinal (en el sentido de la longitud) de alambres, varillas, barras, resortes o cables, como consecuencia de un esfuerzo de tensión o de comprensión se puede cuantificar por medio de la relación entre la fuerza aplicada a un cuerpo sólido y el área sobre la que actúa.
La deformación longitudinal también llamada tensión unitaria (alargamiento de un cuerpo), o comprensión unitaria (acortamiento de cuerpo), se determina mediante la relación entre la variación en la longitud de un cuerpo y su longitud original.


luego de leer su contenido incrementan el mapa mental señalado anteriormente agregando al menos cinco de las propiedades mecánicas al estado de agregación correspondiente

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