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• Sistemas materiales.............................................................................................................8
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• Sistemas de nutrición ..................................................................................................... 26
Los materiales........................................................................................................................... 10 Experimento Diversidad de mezclas . ................................................................................................... 11 Los sistemas materiales.......................................................................................................... 12 Propiedades, partes de un sistema y clasificación..................................................... 12 Experimento. Materiales y mezclas................................................................................. 13 Los sistemas heterogéneos.................................................................................................... 14 Tipos de mezclas heterogéneas. Coloides. Tipos....................................................... 14 Los sistemas homogéneos. .................................................................................................... 16 Soluto y solvente. Tipos de soluciones.......................................................................... 16 Experimento. Diferentes solventes.................................................................................. 17 Cantidad de soluto y de solvente ........................................................................................ 18 Experimento. Preparación de jugos ................................................................................ 18 Métodos mecánicos de separación de mezclas . ............................................................. 19 Métodos de fraccionamiento de separación de mezclas .............................................. 21 Demostración experimental Utilizando métodos de separación ............................................................................... 22 Tintas de la tinta ............................................................................................................... 23 Técnicas de estudio. La redacción de informes sobre experiencias .......................... 24 Prácticas ciudadanas. El reciclado de materiales........................................................... 24 Proyecto de cierre. Preparación de sistemas materiales ............................................... 25
Nutrición y alimentación ...................................................................................................... 28 Comida y alimento . .......................................................................................................... 28 Los sistemas de nutrición ..................................................................................................... 29 Etapas del proceso digestivo .......................................................................................... 30 La digestión en los seres humanos .................................................................................... 31 El sistema respiratorio. El intercambio de gases ........................................................... 32 Experimento. Modelo de la caja torácica y los pulmones ........................................ 33 La respiración mecánica ................................................................................................. 33 El sistema circulatorio en los seres humanos ................................................................. 34 La sangre .............................................................................................................................. 34 Los vasos sanguíneos ....................................................................................................... 34 El corazón ............................................................................................................................ 35 Circuitos sanguíneos . ....................................................................................................... 35 Relación entre los sistemas digestivo y circulatorio ..................................................... 36
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Tipos de alimentos y degradación ................................................................................. 36 El sistema excretor. El sistema urinario ........................................................................... 37 La digestión en los animales. Peces. Aves. Mamíferos ............................................... 38 La respiración en los animales ............................................................................................ 40 Sistemas circulatorios en los animales, abierto, simple y cerrado ........................... 41 Técnicas de estudio. La red conceptual ............................................................................. 42 Prácticas ciudadanas. Enfermedades vinculadas a la alimentación ...................... 42 Proyecto de cierre. Modelo representativo de la función de los riñones ................. 43
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• Los alimentos ...................................................................................................................... 44
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• Ambientes acuáticos . ..................................................................................................... 58
Índice
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Nutrientes .................................................................................................................................. 46 Demostración experimental Elaboración de la ricota . .................................................................................................. 47 Tipos de alimentos . ................................................................................................................ 50 La información nutricional .................................................................................................. 51 Una alimentación equilibrada y saludable . ..................................................................... 52 El óvalo nutricional ............................................................................................................... 53 Ver para saber. El proceso productivo de la miel ........................................................... 54 Técnicas de estudio. La exposición oral . ........................................................................... 56 Prácticas ciudadanas. El derroche de alimentos .......................................................... 56 Proyecto de cierre. Encuesta sobre hábitos de alimentación ....................................... 57
Diversidad de ambientes ....................................................................................................... 60 Tipos de ambientes .......................................................................................................... 60 Ambiente aeroterrestre. Ambiente de transición .................................................. 61 Ambiente acuático . .......................................................................................................... 62 La vida en los ambientes acuáticos . .................................................................................. 64 Experimento. Variaciones de la intensidad lumínica ................................................ 64 Zonas ecológicas en el medio acuático ............................................................................. 66 Zonas en el ambiente de agua dulce ........................................................................... 66 Zonas en el ambiente marino ....................................................................................... 67 ¿Qué tipo de seres vivos hay en el ambiente acuático? ............................................... 68 La evolución de los peces ..................................................................................................... 69 Cambios en el ambiente generados por el ser humano . ............................................. 70 Vertido de efluentes. Pesca . .......................................................................................... 70 El derrame de petróleo ................................................................................................... 71 Técnicas de estudio. El cuadro sinóptico .......................................................................... 72 Prácticas ciudadanas. Hábitats en peligro . ..................................................................... 72 Proyecto de cierre. Peligro de extinción de especies acuáticas ................................... 73
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• Adaptaciones de los seres vivos acuáticos ........................................................... 74
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• La fuerza peso.....................................................................................................................96
La adaptación de los seres vivos al medio ...................................................................... Adaptaciones de los seres vivos al ambiente acuático. ................................................ Respiración ......................................................................................................................... Locomoción . ...................................................................................................................... Locomoción en los vertebrados. ................................................................................... Locomoción en los invertebrados................................................................................. Cubiertas corporales. Las escamas. Placas calcáreas ................................................... El sostén en las plantas acuáticas . .................................................................................... Experimento. Observación de elementos de sostén en las plantas ...................... Adaptación de las plantas acuáticas ............................................................................ Los microorganismos en el ambiente acuático ............................................................. Experimento. Observación de microorganismos ...................................................... Alimentación .......................................................................................................................... Diferentes estrategias de alimentación ..................................................................... Comportamientos sociales. Relaciones intraespecíficas ............................................. Relaciones interespecíficas ........................................................................................... Comportamientos de defensa. El camuflaje y las espinas ......................................... Adaptaciones de los animales acuáticos al medio ........................................................ Comportamientos en la reproducción . ............................................................................ Reproducción sexual. Fecundación externa e interna ......................................... Ver para saber. El tiburón ....................................................................................................
Las fuerzas en diferentes contextos .................................................................................... 98 Propiedades de las fuerzas ............................................................................................... 99 La fuerza peso. ......................................................................................................................... 100 ¿De qué depende el peso de un cuerpo? ...................................................................101 Experimento. ¿Cuánto nos atrae la Tierra?...................................................................101 Unidades de masa y peso .............................................................................................. 102 La caída de los cuerpos . ....................................................................................................... 103 Experimento. Caída de objetos en fluidos. Caída en paracaídas ........................... 104 Densidad y volumen ............................................................................................................. 106 Experimento. Materiales más y menos densos .......................................................... 106 La flotabilidad ................................................................................................................... 107 Experimento. Materiales que flotan o se hunden ...................................................... 107 La fuerza empuje . ................................................................................................................. 108 Experimento. Peso y empuje ........................................................................................... 108 Técnicas de estudio. El resumen ........................................................................................ 110 Prácticas ciudadanas. Precauciones al nadar . .............................................................. 110 Proyecto de cierre. Construcción de un submarino ....................................................... 111
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• La luz y el sonido ........................................................................................................... 112 La luz. Fuentes de luz. Propagación de la luz ............................................................... 114 Experimento. La propagación de la luz ....................................................................... 115 La luz y los materiales ........................................................................................................ 116 Experimento. ¿Cómo atraviesa la luz los materiales? ............................................. 116 Materiales transparentes, translúcidos y opacos. Polarización ................................ 117 Cuerpos iluminados. Sombras. Difracción ..................................................................... 118 Demostración experimental El viaje de la luz . ................................................................................................................... 119 Reflexión. Tipos de reflexión. Espejos planos y curvos ............................................. 120 Experimento. La reflexión de la luz .............................................................................. 122 Refracción. La luz blanca .................................................................................................... 123 ¿Qué es el sonido? Propagación del sonido.................................................................... 124 Experimento. Sonido en diferentes medios . .............................................................. 125 Materiales que aíslan el sonido ......................................................................................... 126 Diversidad de sonidos. El timbre, el tono y la intensidad del sonido .................... 127 Experimento. Generar y clasificar sonidos . .............................................................. 129 Grupos de instrumentos musicales . ................................................................................ 130 Técnicas de estudio. La infografía ..................................................................................... 131 Prácticas ciudadanas. El cuidado de la vista y del oído ............................................ 131 Ver para saber. La vista y la audición .............................................................................. 132
• La hidrosfera ................................................................................................................... 134 ¿Qué es la hidrosfera? Componentes de la hidrosfera .............................................. 136 Los océanos y mares ........................................................................................................... 138 Movimientos oceánicos ...................................................................................................... 140 Experimento. Corrientes frías. Efecto del viento en los movimientos del agua . 141 El agua en los continentes. La erosión del agua ........................................................ 142 Experimento. Maqueta de un río................................................................................... 143 Ciclo del agua ........................................................................................................................ 144 Experimento. Simulación del ciclo del agua ............................................................. 145 El agua y los seres vivos ..................................................................................................... 146 Experimento. El agua en las plantas . .......................................................................... 147 Usos del agua. Uso urbano. Uso agrícola y ganadero. Uso industrial ................... 148 Contaminación del agua y enfermedades . ................................................................... 150 Agua potable. Potabilización del agua ...................................................................... 150 Técnicas de estudio. La encuesta y el cuadro de registro de datos . ....................... 152 Prácticas ciudadanas. Derroche y contaminación del agua . .................................. 152 Proyecto de cierre. Los glaciares de la Argentina ....................................................... 153
Naturaleza argentina Ambientes . ..................................................................................................... 154
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cómo me cuesta subir . . .
1. ¿Por qué les parece que a uno de los nenes le cuesta tanto subir la montaña mientras el otro baja fácilmente? ¿A qué se deberá? 2. ¿Cómo es que la persona en ala delta puede volar sin hacer ningún esfuerzo?
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Miren . . . Yo subo y bajo sin ningún esfuerzo.
Aaahhh… ¡Qué rápido voy!
3. ¿Todos los cuerpos caen con la misma rapidez? ¿Por qué? 4. Expliquen por qué si la Tierra es redonda, no nos caemos de ella.
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Las fuerzas en diferentes contextos 1. Observen las siguientes imágenes y, en cada caso, respondan oralmente: a. ¿Qué cuerpos interactúan? b. ¿Qué fuerzas actúan? c. ¿Quién hace la fuerza? d. ¿Qué efectos producen estas fuerzas? e. ¿Hay contacto entre los cuerpos que interactúan o lo hacen a distancia?
En diversas situaciones de nuestra vida cotidiana, podemos reconocer la presencia de diferentes fuerzas solo con observar sus efectos. A través de una fuerza, un cuerpo puede cambiar su forma, su estado de reposo o de movimiento. Para que se produzca una fuerza, es necesaria la presencia de dos cuerpos que interactúen. Por ejemplo, cuando un jugador de fútbol patea una pelota, la fuerza que ejerce es una medida de la interacción entre su pie y la pelota. Es decir, siempre que sobre un cuerpo actúa una fuerza es porque alguien o algo la está realizando (otro cuerpo, un ser vivo, el agua, el aire, etcétera). Las fuerzas se pueden clasificar en fuerzas por contacto o fuerzas a distancia, según la relación que haya entre los cuerpos que intervienen. Entre el jugador de fútbol que patea y la pelota, se manifiesta una fuerza por contacto, ya que el pie del jugador está en contacto con la pelota. En cambio, entre clavos y un imán, se manifiesta una fuerza a distancia ya que no es necesario que los clavos y el imán estén en contacto para que se manifieste la fuerza. Otro ejemplo de fuerza a distancia es la fuerza peso, que veremos más adelante.
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Propiedades de las fuerzas Las fuerzas poseen una intensidad, una dirección y un sentido. Estas propiedades se representan en un segmento conocido como vector. La intensidad de la fuerza se representa con la longitud de la flecha. La dirección de la fuerza, con la línea de la flecha. El sentido de la fuerza, con la punta de la flecha. Cada fuerza tiene un lugar de origen. Así, el vector comienza en el lugar donde se origina la fuerza. intensidad sentido
dirección
En la siguiente situación, los dos hombres están tirando piedras del mismo tamaño. Las fuerzas tienen el mismo sentido y la misma dirección. Sin embargo, las fuerzas poseen diferente intensidad.
Estos son los vectores que representan ambas fuerzas.
1. Describan la dirección y el sentido de las fuerzas aplicadas en las siguientes situaciones: - Tirar de un carrito con una soga - Un jugador de tenis tirando al sector opuesto donde se encuentra el contrincante. Dibujen los vectores que representan a las fuerzas. 2. Utilicen una bandita elástica y estírenla entre sus dedos. (Tengan precaución al manipular la gomita, traten de no hacer tanta fuerza porque puede “saltar” y golpear a alguien.) a. ¿Qué sucede con la bandita elástica y con su mano cuanto más fuerza hacen? b. ¿Hay solo una fuerza actuando? ¿Por qué? c. ¿Qué pasa con la bandita si dejan de hacer fuerza? d. Saquen conclusiones teniendo en cuenta sus observaciones. e. Repasen junto con la maestra qué propiedad tienen los cuerpos elásticos y relaciónenlo con este tema de fuerzas.
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La fuerza peso Volviendo al ejemplo del chico que patea la pelota, podemos notar que la pelota subirá hasta una cierta altura y después de un tiempo en el aire comenzará a descender. Esta fuerza que la “tira” hacia abajo, haciéndola caer, se llama peso. La fuerza peso tira a todos los objetos hacia abajo haciéndolos caer. Esa fuerza peso actúa siempre. Es decir, si los objetos no caen, es porque hay alguna otra fuerza actuando que lo evita, por ejemplo, una superficie de apoyo. N
La pelota caerá por acción de la fuerza peso.
P representa la fuerza peso y N la fuerza sostén que realiza la mesa sobre el libro e impide que este caiga.
P
¿Quién produce la fuerza peso? La fuerza peso, también llamada fuerza gravitatoria, es la fuerza con la que la Tierra atrae los objetos que se encuentran en su proximidad. Si bien los cuerpos también ejercen una fuerza de atracción sobre ella, esta es muy pequeña respecto de la que ejerce el planeta sobre ellos. La fuerza peso en la Tierra tiene la dirección de la llamada vertical del lugar y sentido hacia el centro de la Tierra. La vertical del lugar coincide con la dirección del radio de la Tierra en cada lugar. La dirección de la vertical del lugar puede ser determinada utilizando una plomada como la que usan los albañiles para construir paredes verticales.
El peso desde distintos lugares de la Tierra: siempre apuntando hacia abajo.
1. En clase, a partir de las siguientes situaciones, determinen qué fuerzas interactúan, quiénes las realizan y qué efectos se producen. Luego, realicen un esquema como el del ejemplo del libro sobre la mesa. • un globo colgado de un hilo • un objeto empujado sobre una mesa 2. Analicen cómo se manifiesta el peso en fenómenos naturales tales como la lluvia o la caída de las hojas de los árboles.
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¿De qué depende el peso de un cuerpo? Si bien la Tierra atrae a todos los cuerpos, no los atrae a todos con la misma intensidad. De ese modo, no todos los cuerpos pesan lo mismo. ¿Por qué hay diferencias de peso? El peso de los objetos depende de la cantidad de materia que lo compone: esta característica se la conoce con el nombre de masa. Así, cuanta mayor masa tiene el cuerpo, mayor es su peso.
¿Cuánto nos atrae la Tierra? Para responder esta pregunta, necesitan: Materiales
• Monedas de 25 centavos o arandelas • Una bolsita de nailon pequeña • Una regla • Un resorte o una bandita elástica • Un soporte para colgar el resorte o la bandita elástica
Antes de realizar la experiencia, lean el procedimiento y respondan: ¿Qué sucederá con la bandita elástica o el resorte a medida que colocan monedas o arandelas en la bolsita? Procedimiento 1. Cuelguen la bandita elástica o el resorte de algún objeto que sirva de soporte. 2. En el extremo libre de la bandita o del resorte, cuelguen la bolsita de nailon. 3. Midan con la regla la longitud de la bandita o del resorte. Anoten esta medida en el cuadro. 4. Coloquen en la bolsita una moneda o arandela. Midan la longitud de la bandita o del resorte. Registren la medida en el cuadro. 5. Repitan este procedimiento hasta completar el cuadro. Cantidad de monedas
Longitud del resorte
0 1 2
El dispositivo que armaron se llama dinamómetro casero. Un dinamómetro es un resorte graduado que mide la fuerza con que la Tierra atrae un objeto, es decir, su peso. Resultados 1. ¿Por qué les parece que se estira el resorte? 2. ¿Qué relación hay entre el estiramiento del resorte y la cantidad de monedas colocadas en la bolsita? 3. Respondan la pregunta inicial de esta experiencia.
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Cuando los cuerpos se alejan de la Tierra, la fuerza gravitatoria disminuye. Entonces, en el espacio los objetos pesan menos y los astronautas, por ejemplo, pueden flotar.
Uno de los instrumentos más usuales para medir el peso de un cuerpo es la balanza.
Otro factor que influye en el peso es el lugar en donde se encuentra el cuerpo. La Luna, por ejemplo, atrae los objetos que se localizan en sus inmediaciones, con menos fuerza que la Tierra. Por esa razón, los objetos pesan en la Luna seis veces menos que en la Tierra. Además, es necesario diferenciar masa y peso. La masa no varía si el cuerpo cambia de lugar. Por el contrario, el peso, como depende de la masa y del lugar en que se mide, cambia si el cuerpo cambia de lugar.
Unidades de masa y peso Debido a que cuando hablamos de masa y peso no nos referimos a la misma propiedad, las unidades en que se miden también son diferentes. Para medir la masa, una de las unidades utilizadas es el kilogramo, cuyo símbolo es kg. Para medir el peso, se utiliza la unidad kilogramo-fuerza, cuyo símbolo es kgf. En la Tierra, una masa de 60 kg pesa 60 kgf. Por esa razón, en el lenguaje cotidiano se utilizan, de manera indistinta, las unidades de peso y masa. Pero si una persona cuyo peso es en la Tierra 60 kgf se pesa en la Luna, pesará solo10 kgf. A pesar de que su peso es menor, ya que la Luna la atrae con menos fuerza, si la persona se mira a un espejo, se verá igual, ya que su masa, es decir, la cantidad de materia que compone su cuerpo, no varió.
1. Supongan que realizan un viaje en nave espacial por el sistema solar. Si al llegar a cada planeta se pesaran con una balanza, observarían que el peso está relacionado con la fuerza gravitatoria de cada uno de ellos. Por ejemplo, si pesan 50 kg en la Tierra, pesarán: 13 kg en Mercurio 58 kg en Saturno 42 kg en Venus
46 kg en Urano
18 kg en Marte
72 kg en Neptuno
132 kg en Júpiter 2. a. ¿En qué planeta podrían dar el salto más alto? ¿Por qué? b. ¿En qué planeta les costaría mucho esfuerzo dar un salto bien alto? ¿Por qué? c. ¿Cambiaría el valor del peso si en lugar de pesarse con una balanza lo hacen con un dinamómetro?
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La caída de los cuerpos Como comentamos anteriormente, todos los cuerpos, en las inmediaciones de la Tierra, cuando nada los sostiene, caen hacia ella por acción de la fuerza gravitatoria o peso. ¿Todos caen con la misma rapidez?
Caída de objetos en fluidos ¿Qué sucede cuando un objeto se mueve en un fluido? Realicen una hipótesis. Materiales
• Dos tornillos iguales (el diámetro de la cabeza del tornillo debe ser menor
que el diámetro de los tubitos para que quepan dentro de ellos) • Dos tubitos plásticos (pueden ser los del interior de los sifones descartables) • Detergente • Agua • Masilla epoxi • Un cronómetro Procedimiento 1. Tapen un extremo de cada tubo con masilla epoxi. 2. Llenen un tubo con agua y otro con detergente. 3. Coloquen un tornillo en el interior de cada tubo. 4. Tapen el otro extremo con masilla epoxi. 5. Coloquen el tubo vertical de manera que el tornillo se desplace de un extremo al otro del tubo. 6. Midan con el cronómetro cuánto tiempo tarda cada tornillo en ir de un extremo al otro del tubo cuando cae con la punta hacia abajo. 7. Repitan la experiencia pero con el tornillo cayendo con la cabeza hacia abajo. 8. Registren los tiempos de caída en el cuadro: Tornillo con la punta hacia abajo
Tornillo con la cabeza hacia abajo
Tubo con agua Tubo con detergente
Resultados 1. ¿De qué factores les parece que depende la rapidez con que cae el tornillo? 2. Comparen los resultados con la hipótesis inicial y realicen conclusiones al respecto.
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Glosario fluido: materia en estado líquido o gaseoso (el aire, el agua, etcétera).
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Caída en paracaídas Antes de realizar la experiencia, respondan en grupo: ¿En qué tipo de paracaídas se baja más rápido: en uno grande o en uno pequeño? ¿Por qué? Realicen una hipótesis. Materiales
• Un pliego de papel barrilete • Tijera • Cinta adhesiva • Piolín de algodón • Clips para papel • Regla Procedimiento 1. Recorten dos cuadrados de papel barrilete. Uno de 30 cm de lado, y otro de 20 cm de lado. 2. Corten 8 trozos de piolín de 15 cm. 3. Peguen con cinta adhesiva un trozo de piolín en cada una de las esquinas de ambos cuadrados de papel. 4. Con un cuadrado, aten entre sí los extremos de los 4 trozos de piolín. Repitan el procedimiento con el otro cuadrado. 5. Enganchen dos clips en el nudo de cada cuadrado. 6. Desde una escalera o sobre una silla, dejen caer ambos paracaídas. 7. Registren en la carpeta sus observaciones.
Resultados 1. Piensen en los resultados de la experiencia y respondan: a. ¿Cuál es la relación entre el tamaño del paracaídas y la rapidez con la que llega al suelo? b. ¿A qué se deben los resultados obtenidos? c. Corroboren la hipótesis inicial de la experiencia. 2. Supongan dos paracaídas del mismo tamaño. ¿Cambia la rapidez de llegada al suelo si en uno de los paracaídas desciende una persona que pesa 50 kg y en el otro una de 100 kg? Simulen esta situación con los clips y respondan la pregunta.
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No todos los cuerpos caen con la misma rapidez. El peso no es lo que determina la rapidez de caída de los objetos, sino que hay otros factores que tienen que ver con la velocidad de caída. Cuando un objeto se mueve en un fluido, su rapidez depende de las fuerzas que actúan sobre el objeto. Entre esas fuerzas se incluyen el peso y la resistencia del fluido. La resistencia del fluido es una fuerza que actúa oponiéndose a su movimiento. Su intensidad depende de: - La velocidad: cuanto más rápido se mueve un objeto, mayor es la resistencia. - La viscosidad del fluido: esta propiedad tiene que ver con la resistencia a deslizarse. Por ejemplo, si se hace deslizar una gota de aceite y una gota de agua por un plato, se observará que la gota de aceite lo hace con mayor lentitud, porque el aceite es más viscoso. Así, cuanto mayor sea la viscosidad del fluido, mayor será la resistencia. - La superficie de contacto entre el fluido y el objeto: cuanto mayor sea la superficie de contacto, mayor será la resistencia. Resistencia del aire
Resistencia del aire
Fuerza peso
Fuerza peso
Cuando un cuerpo cae en el aire, además de la fuerza peso, está actuando la fuerza de resistencia del aire. En estas dos situaciones, la fuerza peso es igual pero la fuerza de resistencia que se opone a la caída es mayor cuando el paracaídas está abierto, ya que hay una mayor superficie de contacto entre el objeto y el fluido. La resistencia del aire aumentará hasta compensar al peso. A partir de ese momento, el cuerpo descenderá con velocidad constante.
Otro ejemplo es cuando se dejan caer dos hojas de papel iguales (una en forma de bollito y la otra estirada). El papel abollado cae más rápido que el papel abierto, porque la resistencia del aire a la caída del papel abollado es menor al ser mayor la superficie de contacto entre el papel abierto y el fluido. Curiosidades Saben que si soltáramos dos cuerpos diferentes con distinto peso en un recipiente sin aire (por ejemplo, una pluma y una manzana), estos llegarían al suelo al mismo tiempo. ¿Por qué será? Se debe a que la Tierra atrae por igual cada “pedacito”, aunque con el objeto con mayor masa deberá hacer más fuerza para moverlo.
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Materiales más y menos densos Materiales
• Cinco botellas de gaseosa pequeñas (500 cm3) iguales • Aserrín • Arroz • Arena • Aceite • Agua • Balanza Procedimiento 1. Llenen hasta el mismo nivel cada botella con cada uno de los materiales. 2. Anticipen cómo las ordenarían en orden creciente de peso. 3. Pesen cada botella con una balanza. Si no tienen en casa o en la escuela, pueden pedir permiso para pesar las botellas en la verdulería. 4. Registren los datos en el cuadro: Material
Peso
Aserrín Arroz Arena Aceite Agua
Resultados 1. ¿Coinciden los datos obtenidos con sus predicciones? 2. ¿Todas las muestras de materiales tienen el mismo tamaño? ¿Todas pesan lo mismo? (El tamaño de la muestra se denomina volumen y, en este caso, es 500 cm3, si llenaron la botella.) 3. ¿Cuánta arena habrá que poner en la botella para que pese lo mismo que la botella llena de agua?
De la experiencia anterior, podemos concluir que menor cantidad de arena pesa lo mismo que mayor cantidad de agua. Esto sucede porque la arena es más densa que el agua. La densidad es una propiedad que relaciona la masa (cantidad de materia) con su volumen (el lugar que ocupa). Esto implica que puede haber cuerpos pequeños que tengan igual o hasta más masa que cuerpos grandes. Por ejemplo, un cubo pequeño de hierro tiene más masa, pesa más que un cubo grande de corcho: el hierro es más denso que el corcho. Esto se debe a que las partículas que componen al corcho están mucho más separadas que las que componen al hierro. Así, en un mismo volumen hay más partículas de hierro que de corcho. Hierro. | 106 |
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Corcho. Ciencias Naturales 5 | Capítulo 6
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La flotabilidad Generalmente, cuando se suelta algo, cae. Sin embargo, veremos que algunas veces no sucede. Se preguntaron alguna vez ¿por qué flotan los barcos?
Materiales que flotan o se hunden Realicen la siguiente actividad para responder la pregunta ¿por qué flotan los barcos?: Materiales
• Dos trozos iguales de papel de aluminio • Dos cubitos de hielo • Alcohol • Agua (en igual cantidad que el alcohol) • Dos vasos iguales Procedimiento 1. Antes de hacer la experiencia, completen con sus predicciones la segunda columna del cuadro: ¿Piensan que va a flotar?
¿Flotó?
Papel de aluminio estirado en agua Papel de aluminio estirado en alcohol Bollito de papel de aluminio en agua Bollito de papel aluminio en alcohol Cubito en agua Cubito en alcohol
2. Coloquen el agua en un vaso y el alcohol en el otro. 3. Pongan un trozo de papel de aluminio estirado en ambos vasos. Observen y
registren en el cuadro. Registren también lo que sucede en los siguientes casos.
4. Retiren los papeles de aluminio, abóllenlos y vuelvan a colocarlos. 5. Coloquen un cubito en cada vaso. Resultados 1. Comparen sus predicciones con lo que efectivamente ocurrió. 2. ¿De qué factores depende que un objeto flote o se hunda?
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La fuerza empuje Cuando un cuerpo se sumerge en un fluido líquido o gaseoso experimenta una fuerza de abajo hacia arriba que se denomina empuje.
Peso y empuje Según la relación entre la fuerza peso y el empuje, el cuerpo sumergido en un líquido puede flotar o hundirse. Les proponemos las siguientes experiencias. Materiales
• Una piedra • Un balde con agua • Una pelotita de goma • Un cubito de agua • Un vaso con agua • Un huevo • Sal Procedimiento 1. Coloquen una piedra en un balde con agua. a. ¿Qué sucede con la piedra? ¿Por qué? Si la fuerza peso es mayor que el empuje el cuerpo se hunde. 2. Ahora intenten dejar una pelotita de goma en el fondo de un balde con agua. ¿Puede quedarse la pelotita apoyada en el fondo? ¿Por qué? Si el peso es menor que el empuje el cuerpo asciende hasta que el peso se equilibra con el empuje y entonces el cuerpo flota. 3. ¿Qué sucede cuando colocan un cubito de agua en un vaso con agua? ¿Por qué? Si la fuerza peso es igual al empuje las fuerzas están equilibradas y el cuerpo flota a dos aguas. Esto significa que el cuerpo permanece a mitad de camino, es decir, no se hunde ni flota en la superficie. Por ejemplo, para un iceberg que flota en el mar, el peso es igual al empuje. 4. Coloquen un huevo en un vaso con agua. a. ¿Qué sucede?; ¿el huevo flota o se hunde? b. Luego, disuelvan bastante cantidad de sal en el agua hasta que observen algún cambio. c. Registren lo que ocurre. d. ¿Qué relación encuentran entre la mayor y menor cantidad de sal en el agua y lo que sucede en cada caso? La explicación la tienen en la página siguiente.
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Podemos decir que la fuerza empuje depende de varios factores: • La densidad del fluido en donde se sumerge el objeto. Un cubito de hielo flota en agua y se hunde en alcohol mientras que el huevo se hunde en agua y flota en el agua con sal. Cuanto más denso es el fluido, mayor es el empuje. • La cantidad de fluido que desplaza el objeto, o sea, el volumen que el objeto ocupa en él. Así, cuanto más fluido desplaza, mayor es el empuje. Cuando un objeto se sumerge en un fluido ocupa un lugar, el cual es desocupado por el fluido. A este último se lo denomina fluido desplazado.
El Mar Muerto contiene una gran cantidad de sales disueltas (seis veces más que el agua de mar común). Eso lo convierte en un mar muy denso donde es muy fácil flotar en él. Muchas personas disfrutan esta particularidad y flotan plácidamente en sus aguas.
Curiosidades El griego Arquímedes fue quien propuso que durante una inmersión, el volumen de un cuerpo sumergido es igual al volumen de agua desalojada por el cuerpo sumergido. Así, el Principio de Arquímedes dice: “un cuerpo total o parcialmente sumergido experimenta un empuje ascendente igual al peso del fluido desalojado por el cuerpo”.
Si bien el aire también es un fluido y ejerce una fuerza de empuje, ¿por qué, entonces, las personas no flotan en el aire? La razón es que el aire es muy poco denso y el empuje que ejerce es mucho menor que el peso de cualquier ser humano.
1. En grupo, expliquen por qué razón un barco que es muy pesado flota mientras que una moneda menos pesada, se hunde. a. Realicen un gráfico y marquen las fuerzas que actúan en cada caso. b. Comparen los gráficos entre todos los grupos.
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Técnicas de estudio
El resumen Esta técnica se refiere a la producción de un texto reducido del texto original. El resumen es un texto nuevo que favorece la comprensión del texto. Para realizar un resumen es necesaria la lectura intensiva del texto y la identificación y jerarquización de las ideas principales. Luego, se requiere encontrar una manera de relacionar las ideas en forma escrita. Una de las alternativas es reformular las ideas del texto original, es decir, expresarlas con palabras propias. Esto no excluye que puedan conservarse aquellas que resultaron claras en la explicación.
1. La maestra les señalará alguno de los temas que hemos visto en el capítulo. Realicen un listado con las ideas principales que se trataron en el texto. Luego, a partir de ellas, elaboren un resumen.
Prácticas ciudadanas
Precauciones al nadar Cuando nos sumergimos en el agua, intentamos nadar para mantenernos flotando en el agua. A la hora de nadar hay que tener algunos cuidados. Si se encuentran en el mar, es importante que tengan en cuenta en qué zonas se puede nadar. Hay algunas que resultan peligrosas y que son advertidas por los guardavidas a través de los colores de los banderines. Así, es recomendable conocer las normas de seguridad del lugar, ya sea una pileta en un club o un cuerpo de agua en una zona balnearia. Es importante que un adulto esté cerca cada vez que se encuentran en el agua. Si van a una pileta por primera vez, deben estudiar la parte profunda y la que les permite hacer pie. Si no saben nadar bien, es imprescindible que utilicen un chaleco salvavidas. Con una adecuada precaución, es posible disfrutar actividades en el agua y evitar consecuencias negativas. 1. Conversen entre todos sobre el tema y escriban en el pizarrón algunas medidas de precaución en el momento de nadar.
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Proyecto de cierre
Construcción de un submarino Materiales • Una botella de plástico pequeña • Seis bloquecitos de cartulina • Una bandita elástica • Un globo • Un cortante o trincheta • Un metro de manguerita de plástico • Cinta adhesiva • Un balde
Procedimiento 1. La maestra cortará la base de la botella. (Recuerden guardarla porque les servirá para otro paso de la experiencia.) 2. Peguen cinco bloquecitos de plastilina en el interior de la botella (tal como se ve en la ilustración). 3. Aten el globo con una bandita elástica en un extremo de la manguera y colóquenlo adentro de la botella. 4. Con plastilina, sellen el pico de la botella. 5. Peguen la base al cuerpo de la botella con dos pedacitos de cinta adhesiva, de manera tal que el agua pueda entrar y salir de la botella. 6. Coloquen el submarino dentro de un balde con agua. Observen si se hunde. De lo contrario, agréguenle más plastilina en el interior de la botella. 7. Cuando esté en el fondo, inflen el globo. Observen qué sucede. ¿Y si le quitan el aire?
Resultados 1. Nombren cuál es el momento en el que el agua ejerce fuerza de empuje sobre el submarino. 2. ¿Qué les parece que sucedería si el globo estuviera desinflado y el balde lleno hasta el tope? 3. Piensen cómo podrían lograr que el submarino no se hundiera ni flotara en la superficie.
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