quÍmica area fisica naturales biologia · p.e.i. educación cristiana la estrategia para...
TRANSCRIPT
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
1
AREA CIENCIAS
NATURALES ASIGNATURAS DEL ÁREA
QUÍMICA
FISICA
BIOLOGIA
CURSO DECIMO HORAS A LA SEMANA 7 SEMANAS 10
DOCENTE DANIEL FERNANDO RODRIGUEZ
JOSE CAMINO
JENNY GONZALEZ
PERIODO 3
ESTRUCTURA DE APRENDIZAJES Y ESTRATEGIA EVALUATIVA
PROPÓSITO GENERAL
DE LA GUIA
La presente guía de aprendizaje tiene como fin propiciar en los estudiantes
de grado decimo el desarrollo de sus habilidades de pensamiento propias
de las ciencias naturales, relacionadas con la indagación, examinación y
apropiación de los conceptos y aplicaciones de los estados de las materia,
los gases con las respectivas leyes que los explican y los conceptos
relacionados a las soluciones químicas.
1. EJES DE FORMACION DEL CARÁCTER CRISTIANO (APORTES DEL ÁREA)
LIBERTAD Génesis 1: 1 Dios nos da libertad para contemplar, admirar, estudiar,
analizar y comprender su creación.
METAS DE APRENDIZAJE. DBA (Derechos Básicos de
Aprendizaje)
OBJETIVO ESTRATEGIA
EVALUATIVA
Comprende que los
diferentes
mecanismos de
reacción química
(oxido-reducción,
neutralización y
precipitación)
posibilitan la
formación de
compuestos
inorgánicos.
Comprende la
conservación de la
energía mecánica
como un principio
que permite
cuantificar y
Explica a partir de la relaciones
cuantitativas y reacciones
químicas (oxido-reducción,
descomposición, neutralización
y precipitación) la formación de
nuevos compuestos, dando
ejemplos de cada tipo de
reacción.
Predice cualitativa y
cuantitativamente el movimiento
de un cuerpo al hacer uso del
principio de conservación de la
energía mecánica en diferentes
situaciones físicas.
Identifica, en sistemas no
conservativos (fricción,
choques no elásticos,
Axiológico (Nivel 5)
Bíblico Formativo
DE
INNOVACIONPRODUC
CION.
Establece una relación
reflexiva de los
conceptos de las
reacciones químicas
con sus ecuaciones
respectivas,
relacionándolos con los
estados de la materia,
la formación de
soluciones y los gases
como conceptos
relevantes en la
química; evidenciando
el papel del hombre
como administrador de
la creación de Dios y el
compromiso con la
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
2
explicar diferentes
fenómenos
mecánicos: choques
entre cuerpos,
movimiento
pendular, caída
libre, deformación
de un sistema masa-
resorte.
Comprende que la
biotecnología
conlleva el uso y
manipulación de la
información genética
a través de distintas
técnicas (fertilización
asistida, clonación
reproductiva y
terapéutica,
modificación
genética, terapias
génicas), y que tiene
implicaciones
sociales, bioéticas y
ambientales.
deformación, vibraciones) las
transformaciones de energía
que se producen en
concordancia con la
conservación de la energía.
Explica los usos de la
biotecnología y sus efectos en
diferentes contextos (salud,
agricultura, producción
energética y ambiente).
Argumenta, basado en
evidencias, los impactos
bioéticos, legales, sociales y
ambientales generados por el
uso de transgénicos, clonación y
terapias génicas.
preservación de la
misma.
Reflexiona sobre las
diferentes
aplicaciones de
Energía, mecánica,
las leyes de Kepler
realizando su
trabajo de manera
excelente,
mostrando así a Dios
como Creador de la
naturaleza.
Formula hipótesis
acerca de la relación
que existe entre el uso
de la biotecnología, la
bioética y su servicio a
la sociedad desde la
perspectiva bíblica.
Axiológico (Nivel 4)
Bíblico Formativo
RELACIONAL
Formula en contexto el
balanceo de ecuaciones
con los tipos de
reacciones químicas,
relacionando con la
formación de
soluciones y el
comportamiento de los
gases. Además de
reconocer el papel de
Dios y su principio de
perfección plasmado
en la creación.
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
3
Compara los
diferentes tipos de
energía, analiza las
leyes de Kepler y su
aplicación,
realizando su
trabajo de buena
manera, mostrando
así a Dios como
Creador de la
naturaleza.
Realiza
comparaciones
acerca de la relación
que existe entre el uso
de la biotecnología, la
bioética y su servicio a
la sociedad desde la
perspectiva bíblica.
Procedimental
(Nivel 3) Realiza de forma
práctica cálculos
estequiometricos de
diversas reacciones
químicas, del
comportamiento de los
gases y la formación de
soluciones químicas,
dentro de un contexto
experimental.
Describe los
diferentes tipos de
energía y sus usos,
las leyes de Kepler,
mostrando así a Dios
como Creador de la
naturaleza.
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
4
Describe la relación
que existe entre el
uso de la biotecnología,
la bioética y su servicio
a la sociedad desde la
perspectiva bíblica.
Cognitivo
(Nivel 1 y 2)
Identifica las leyes que
explican el
comportamiento de los
gases y realiza los
diferentes cálculos
para determinar la
concentración de
soluciones, según los
ejercicios dados en
clase.
Identifica los
diferentes tipos de
energía y sus usos, las
leyes de Kepler,
aplicándolos de manera
inadecuada a
situaciones reales.
Identifica la relación
que existe entre el uso
de la biotecnología, la
bioética y su servicio a
la sociedad desde la
perspectiva bíblica.
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
5
QUIMICA
3. PROGRAMACIÓN DE LOS APRENDIZAJES
SEMANA PRODUCTO A
PRESENTAR VALOR
PUNTOS FECHA DE
ENTREGA
1. INDUCCIÓN REALIZAR ACUERDOS DE CLASE Y ASIGNAR TEMAS DE CONSULTA Y PREPARACIÓN
PARA EL TRABAJO EN EL PERIODO.
2. COGNITIVO
Quiz de los estados de la materia y de las
propiedades. 10
15 al 19
de Julio.
3. COGNITIVO Entrega de la actividad #1 del módulo.
20 22 al 26 de
Julio.
4. COGNITIVO
Quiz de las leyes de los gases.
10
29 de Julio
al 02 de
Agosto.
5.PROCEDIMENTAL Entrega de la actividad #2 del módulo. 20 05 al 09 de
Agosto.
2. ESCALA DE VALORACION
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
6
4. AMBIENTES DE APRENDIZAJE (VÍNCULOS www.avatics.com) 5. BIBLIOGRAFIA Y CIBERGRAFIA
Sistemas cristalinos y redes de Bravais: https://www.periodni.com/es/sistemas-cristalinos-y-
redes-de-bravais.html
FISICA
PROGRAMACIÓN DE LOS APRENDIZAJES
SEMANA APRENDIZAJE
PRODUCTO A PRESENTAR
VALOR
PUNTOS
FECHA DE
ENTREGA 1 .INDUCCION REALIZAR ACUERDOS DE CLASE Y ASIGNAR TEMAS DE CONSULTA Y
PREPARACIÓN PARA EL TRABAJO EN EL PERIODO.
2 .COGNITIVO Hojas de examen, taller individual,
cantidad de movimiento
15 22 al 26 Julio
3.PROCEDIMENTAL Hojas de examen, colisiones, taller en
pareja
15 26 julio al 2
agosto 4.PROCEDIMENTAL
Hojas de examen, taller en casa, trabajo
y energía
15 5 al 9 agosto
5.PROCEDIMENTAL Hojas de examen, taller parejas,
movimiento circular uniforme
20 12 al 16 agosto
6.AXIOLOGICO Hojas de examen, Evaluación individual, 15 26 al 30 agosto
6.PROCEDIMENTAL
PRUEBA SEDEVITA.
Laboratorio de formación de Cristales. 20 12 al 16 de
Agosto.
7.AXIOLOGICO Bíblico Formativo De Innovación y
Producción
Entrega de la actividad #3 del módulo.
20 19 al 23 de
Agosto.
8.AXIOLOGICO Bíblico Formativo De Innovación y
Producción
Entrega del informe de laboratorio.
Quiz de soluciones químicas. 20
26 al 30 de
Agosto.
9 PRUEBA SEDEVITA Y RETROALIMENTACION DEL PROCESO EN APRENDIZAJE
10 ACTIVIDADES EXTERNAS Y CIVICO CULTURALES
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
7
Bíblico Formativo
Relacional
7.AXIOLOGICO
Bíblico Formativo
De Innovación y
Producción
Hojas de examen, equilibrio rotacional,
trabajo individual.
02 al 06
septiembre
8 PRUEBA SEDEVITA Y RETROALIMENTACION DEL
PROCESO EN APRENDIZAJE
9 ACTIVIDADES EXTERNAS Y CIVICO CULTURALES
BIOLOGIA
3. PROGRAMACIÓN DE LOS APRENDIZAJES
SEMANA PRODUCTO A
PRESENTAR VALOR
PUNTOS FECHA DE
ENTREGA
1. INDUCCIÓN REALIZAR ACUERDOS DE CLASE Y ASIGNAR TEMAS DE CONSULTA Y PREPARACIÓN
PARA EL TRABAJO EN EL PERIODO.
SEMANA PRODUCTO A
PRESENTAR VALOR
PUNTOS FECHA DE
ENTREGA
2. COGNITIVO
Taller salida de ciencias
Indagar acerca de la fisio- anatomía de los sistemas implicados en la nutrición de los seres vivos (presentar mapas, cuadros e imágenes de apoyo)
15
10 c/u
Tercera semana de julio
3.COGNITIVO
Indagar acerca de la fisio- anatomía de los sistemas implicados en la nutrición de los seres humanos (presentar mapas, cuadros e imágenes de apoyo)
10 c/u
Cuarta semana de julio
4.COGNITIVO
Evaluación glosario y generalidades del tema
10
Primera semana de Agosto
5.PROCEDIMENTAL Taller de competencias sobre mecanismos y procesos de nutrición en los seres vivos 15
Segunda semana de Agosto
6. PROCEDIMENTAL Taller de competencias sobre mecanismos y procesos de nutrición en los seres humanos 15
Tercera semana de agosto
7.AXIOLOGICO Bíblico Formative
Relacional
Plan lector acerca de la influencia de la biotecnología y la bioética en procesos de nutrición y sostenibilidad de cadenas alimenticias en los ecosistemas.
15
Cuarta semana de agosto
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
8
6. Desarrollo de la guía
QUIMICA
6.1. INDAGAR
Actividad #1 (Entregar en hoja examen)
SISTEMAS CRISTALINOS Y REDES DE BRAVAIS
Un sólido cristalino se construye a partir de la repetición en el espacio de una
estructura elemental paralelepipédica denominada celda unitaria. En función de
los parámetros de red, es decir, de las longitudes de los lados o ejes del
paralelepípedo elemental y de los ángulos que forman, se distinguen siete
sistemas cristalinos y se dividen en: cúbico, hexagonal, tetragonal, trigonal,
rómbico, monoclínico y triclínico.
Una red de Bravais (físico francés A. Bravais) es un arreglo infinito de puntos
discretos con un ordenamiento y orientación, que parece exactamente la misma,
desde cualquier punto de observación. En 1848 el físico e mineralogista francés
Auguste Bravais (1811-1863) descubrió que sólo hay 14 redes únicas en los
sistemas cristalinos tridimensionales. (tomado de: https://www.periodni.com/es/sistemas-cristalinos-y-redes-de-bravais.html)
8.AXIOLOGICO Bíblico Formativo De Innovación y
Producción
corrección tercera etapa de proyecto de investigación
20
Quinta semana de agosto
9
RETROALIMENTACION DEL PROCESO EN APRENDIZAJE 10 ACTIVIDADES EXTERNAS Y CIVICO CULTURALES
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
9
Los sólidos cristalinos se pueden clasificar en cuatro tipos de sólidos:
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
10
Modelos en 3D de los sistemas cristalinos.
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
11
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
12
1. Realice los mapas de pensamiento descriptivo para los líquidos y los sólidos,
donde ilustre (imágenes) y explique las propiedades y características de los
estados de la materia.
2. Realice cada una de las unidades fundamentales en 3D (maqueta) de los 7
sistemas cristalinos.
3. Defina los 7 elementos de los cristales e identifíqueles en alguno de los
sistemas cristalinos.
6.2. EXAMINAR
Actividad #2 (entregar en hoja examen)
1. ¿Cuáles son las magnitudes físicas que permiten definir el estado gaseoso
de la materia? y explique cada una de ellas (puede hacer un mapa mental
descriptivo)
2. ¿Qué es la teoría cinética-molecular? y ¿Cuáles son sus principales
postulados?
3. Defina: Gases Ideales y Gases Reales. Y realice un mapa mental comparativo
entre los dos tipos de gases.
4. Realice las siguientes conversiones de presión, temperatura y volumen:
• Convierta 803 torr a Atm.
• Convierta 3,64 Atm a mmHg.
• Convierta 2,77 Atm a torr.
• Convierta 285 torr a mmHg.
• Convierta 45 ºC a K.
• Convierta 348K a ºC.
• Convierta -233 ºC a ºF.
• Convierta 435K a ºF.
• Convierta - 46 ºF a ºC.
• Convierta 4,5 L a cm3.
• Convierta 1,5 m3 a L.
• Convierta 4366 cm3 a mL.
• Convierta 2500 mL a L.
5. De la siguiente lista de ejercicios, selecciona 5 para entregarlos resueltos y
con los procedimientos del desarrollo de los mismos.
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
13
A. ¿Cuántos gramos de C3H6 hay en 945mL de gas a TPN?
B. ¿Cuántos moles de CO2 están contenidos en 9,55 L a 45ºC y 752 torr?
C. Una muestra de un gas ocupa un volumen de 25,6 L a 19ºC y 678 torr.
¿Cuál será el nuevo Volumen si aumenta la temperatura a 35ªC y la
presión se reduce a 595 torr?
D. Una muestra de gas de óxido nitroso, ocupa un volumen de 832 L a una
presión 0,204 Atm. ¿Qué volumen (L) ocupará el gas si la presión se
aumenta a 8,02 Atm?
E. Una muestra de un gas ocupa un volumen de 486mL a 508 torr. A
temperatura constante, ¿cuál será la nueva presión (torr) cuando el
volumen cambia a 185mL y a 6,17 L?
F. Una mezcla de gases contiene H2 a 325 torr, N2 a 475 torr y O2 a 650
torr de presión. ¿Cuál es la presión total de los gases en el sistema?
G. ¿Cuántas moléculas de gas CO2 a TPN hay en 10,5 L?
H. ¿A qué temperatura (en Kelvin) se encontrará 37,5 mol de Ar ocupando
un volumen de 752 L a una presión de 675mmHg?
I. En el laboratorio, los estudiantes generan y recolectan gas hidrógeno de
acuerdo con la siguiente ecuación:
Mg + HCl = Cloruro de magnesio + H2
¿Cuántos mL de hidrógeno a TPN fueron generados a partir de 42,9 g de
magnesio metálico?
J. El oxígeno gaseoso se puede formar por la descomposición del clorato de
potasio, como se muestra a continuación:
KClO3 = Cloruro de potasio + Oxígeno gaseoso
¿Cuántos litros de oxígeno a TPN se producirán cuando también se
producen 0,525 kg de cloruro de potasio?
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
14
6.3. APROPIAR
Actividad #3 (entregar en hoja examen)
1. Realice un friso en el cual explique porqué el agua se considera el solvente
universal, según las características de su molécula.
2. Realice un mapa mental descriptivo en el cual relaciones las siguientes
propiedades físicas y químicas del agua: Densidad, punto de ebullición,
punto de fusión, apariencia, Descomposición térmica, tensión superficial,
reacción con óxidos, reacción con metales y no metales.
3. ¿Qué es la solubilidad y cuáles son los factores que determinan la solubilidad
de una sustancia?
4. Realice un dibujo en el cual se pueda comparar una solución saturada
(concentrada) de una solución sobresaturada y de una insaturada (diluida).
5. De la siguiente lista de ejercicios, selecciona 10 para entregarlos resueltos y
con los procedimientos del desarrollo de los mismos.
A. Calcule el %m/m de 25 g de nitrato de sodio en 125 g de agua.
B. Una pintura requiere 42,8 g de óxido férrico para darle el tinte amarillo
correcto. ¿Cuántos gramos de una disolución de óxido férrico al
30,0%m/m se debe usar?
C. Determine el %m/v de una disolución preparada disolviendo 35,5 g de
CH3OH (metanol) en agua suficiente para obtener 75,0mL de disolución.
D. Determine el %v/v de una disolución preparada disolviendo 37,5mL de
Butanol en etanol suficiente para obtener 275mL de disolución.
E. Calcule la Molaridad de una disolución de 2,25 moles de cloruro de calcio
en 1500mL de solución.
F. Calcule las moles de soluto de una disolución de 0,75 L de ácido nítrico al
1,5M.
G. Calcule los gramos del soluto de una disolución de 27,5mL de KMnO4 al
1,5M.
H. Calcule la Molaridad de la disolución resultante de mezclar 175 cm3 de
ácido sulfúrico al 3,0M con 275mL de agua.
I. Calcule la Normalidad de la disolución resultante de mezclar 50mL de
HCl al 0,25M con 25 cm3 de agua.
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
15
J. Determine la Molalidad de una disolución de 25,2 de Metanol (CH3OH. d
= 0,79g/ml) en 595 g de etanol (CH3CH2OH).
K. Determine el volumen de ácido sulfúrico concentrado al 18M, para
preparar una dilución de 225mL al 2M.
L. ¿Cuántos gramos de Sulfato de sodio se producirán a partir 25mL de una
solución de hidróxido de sodio al 0,05N?, según la reacción:
hidróxido de sodio + ácido sulfúrico = Sulfato de sodio + agua
M. ¿Cuántos gramos de cloruro de plata se precipitan añadiendo suficiente
nitrato de plata para reaccionar con 2,5 L de una disolución de cloruro
de bario al 0,5M?, según la reacción:
Nitrato de plata + Cloruro de bario = Cloruro de plata + Nitrato de bario
N. ¿Cuántos litros de solución de Nitrato de plomo al 0,05M se necesitan
para que reaccione con 750mL de yoduro de potasio al 0,25M?, según la
reacción:
2KI + Pb(NO3)2 —> PbI2 + 2KNO3
O. ¿Cuántos litros de hidrógeno (H2) se obtienen cuando reacciona 200mL
de HCl al 3,0M, con magnesio en exceso, teniendo en cuenta las
siguientes condiciones 27ºC, 720mmHg? La reacción es:
Mg + HCl —> MgCl2 + H2
FISICA
Movimiento circular uniforme
Cuando una partícula se mueve en un círculo con rapidez constante, tiene un
movimiento circular uniforme. No hay componente de aceleración paralela (tangente) a
la trayectoria; si la hubiera, la rapidez cambiaría. El vector de aceleración es
perpendicular (normal) a la trayectoria y, por lo tanto, se dirige hacia adentro (¡nunca
hacia fuera!) al centro de la trayectoria circular. Esto causa el cambio en la dirección
de la velocidad, sin cambiar la rapidez. Nuestro siguiente trabajo consiste en
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
16
demostrar que la magnitud de la aceleración en el movimiento circular uniforme se
relaciona de manera sencilla con la rapidez de la partícula y el radio del círculo.
El movimiento circular uniforme es un movimiento en el que la rapidez no cambia, sólo
hay un cambio en la dirección.
https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcReFO4ij3pW8rXnP7E8-
g9uC7KapdtNraDnzuL3pop9w1VEbwsrug
Desplazamiento angular (Δϴ)
Se define como el ángulo determinado por la línea que une el centro de la trayectoria
con el objeto.
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
17
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/cinematica/circular/circular.htm
La unidad de medida de desplazamiento es el radián (rad)
Velocidad angular (ω)
Es el cociente entre el ángulo de barrido Δϴ y el tiempo empleado Δt
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/cinematica/circular/circular.htm
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
18
Relación entre la velocidad lineal y la velocidad angular
Si s=RΔϴ, entonces
∆𝜃 =∆𝑠
𝑅
Como 𝜔 =∆𝜃
∆𝑡 𝜔 =
∆𝑠𝑅⁄
∆𝑡= (
1
𝑅) (
∆𝑠
∆𝑡)
Siendo 𝑣 =∆𝑠
∆𝑡 la rapidez media v del objeto
𝜔 = 1
𝑅𝑣 =
𝑣
𝑅 Por tanto 𝑣 = 𝜔 ∙ 𝑅
Periodo (T)
Es el tiempo que tarda un objeto que describe un movimiento circular uniforme, en
realizar una revolución. Se expresa en unidades de tiempo, en SI, segundos (s)
𝑇 =𝑡
𝑛
Donde
T: periodo (s)
t: tiempo (s)
n: número de revoluciones
Frecuencia (f)
Es el número de revoluciones que realiza un objeto en cada unidad de tiempo. Se
expresa en revoluciones por segundo (rev/s) o 𝑠−1. En ocasiones se expresa en
revoluciones por minuto (r.p.m.)
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
19
𝑓 =𝑛
𝑡
De aquí se deduce que 𝑓 =1
𝑇
Aceleración centrípeta
A pesar que la velocidad lineal es constante, un cuerpo que se mueve en un
movimiento circular uniforme tiene aceleración.
Hay que entender que la aceleración media depende del cambio en el vector de
la velocidad.
�⃗⃗� = ∆�⃗⃗�
∆𝒕=
𝒗𝒇⃗⃗ ⃗⃗ −𝒗𝒊⃗⃗ ⃗
𝒕𝒇−𝒕𝒊
Dado que la velocidad es un vector, hay dos formas que se produzca una aceleración:
Un cambio en la magnitud de la velocidad
Un cambio en la direccion de la velocidad
Esta última situación es la que se presenta en el caso del m.c.u.
Para deducir la ecuación de la aceleración se plantea el siguiente procedimiento:
∆𝑣
𝑣=
𝑠
𝑅
𝑠 = 𝑣∆𝑡
∆𝑣
𝑣=
𝑣∆𝑡
𝑅
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
20
∆𝑣
∆𝑡=
𝑣2
𝑅
𝑎𝑐 =𝑣2
𝑅
El término centrípeta se refiere a que la aceleración siempre va dirigida hacia el
centro.
Las unidades, en SI, son 𝑚𝑠2⁄
Ejemplo:
Una motocicleta de prueba se mueve con una rapidez constante de 12 m/s alrededor
de una pista circular de 60 m de radio. Determine la a) aceleración centrípeta y b) la
velocidad angular de la moto.
Datos:
v = 12 m/s
r = 60 m
a) Cálculo de la aceleración centrípeta
𝑎 = (12 𝑚/𝑠)2
60 𝑚= 2.4 𝑚/𝑠2
b) Cálculo de la velocidad angular
𝜔 = 𝑣
𝑟=
12 𝑚/𝑠
60 𝑚= 0.2 𝑟𝑎𝑑/𝑠
Fuerza centrípeta
De acuerdo con la ley fundamental de la dinámica, F = m x a. En el caso de un cuerpo
de masa m, que gira con rapidez constante v, siguiendo una trayectoria circular de
radio r, y una aceleración centrípeta ac, la fuerza centrípeta se expresa
𝐹𝐶 = 𝑚 ∙ 𝑎𝑐
𝐹𝑐 =𝑚𝑣2
𝑟
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
21
La fuerza centrípeta actúa en la dirección radial hacia el centro de la trayectoria y es
generada por otros cuerpos que actúan sobre la masa en estudio. Esta fuerza puede
ser de diferentes tipos, según sea el caso: gravitacional, elástica, eléctrica, de
rozamiento, entre otras.
Ejemplo:
Una piedra de masa 400 g, sujeta a una cuerda gira a una rapidez de 15 m/s,
formando un círculo de 2.3m. Determine la tensión de la cuerda.
La tensión de la cuerda es la fuerza centrípeta necesaria para mantener la piedra
girando
T = Fc
Datos
m = 0.4 Kg
𝐹𝑐 = 0.4𝐾𝑔(15𝑚/𝑠)2
2.3 𝑚
Fc = 39.1 N
Leyes de Kepler
El estudio de los planetas, las estrellas y otros cuerpos celestes ha sido la
preocupación de muchos científicos durante miles de años. En la antigüedad, los
eruditos consideraban que la tierra era el centro del universo (teoría geocéntrica).
Esta propuesta fue desarrollada ampliamente por el astrónomo griego Claudio
Ptolomeo en el siglo II a.C. y gozó de gran popularidad durante 14 siglos. No fue hasta
el año 1453 que el astrónomo Nicolás Copérnico demostró que la tierra y los demás
planetas giran en órbitas circulares alrededor del sol (teoría heliocéntrica).
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
22
Más adelante, el astrónomo Tycho Brahe realizó mediciones exactas y sus aportes de
20 años sobre el modelo del sistema solar son reconocidos hasta el día de hoy. El
alemán Johannes Kepler, que fuera discípulo de Brahe, dedicó 16 años de su vida a
deducir un modelo matemático del movimiento de los planetas. Después de intensos
cálculos, Kepler determinó que la idea que los planetas se movían en órbitas circulares
no era correcta y propuso que los planetas se movían en orbitas elípticas con el sol en
uno de sus focos. Así llegó a plantear tres enunciados conocidos como las leyes de
Kepler
1. Todos los planetas se mueven en órbitas elípticas alrededor del sol,
que permanece en uno de los focos de la
elipse.
https://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Primera_ley_de_Kepler.svg
2. Los planetas se mueven de tal forma que la línea trazada desde el
Sol a su centro barre áreas iguales, en intervalos de tiempo
iguales.
3. Los cuadrados de los períodos de revolución (T) de los planetas son
proporcionales a los cubos de su distancia promedio al Sol (R).
En términos matemáticos esta ley se escribe como:
𝑇2 = 𝑘𝑅3
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
23
Siendo
T: periodo del planeta, en segundos (s)
R: es la distancia promedio del planeta al sol, en metros (m)
k: constante cuyo valor es 2.97x10-19 s2/m3
Planeta T (s) R (m)
Mercurio 7.6x106 5.8x1010
Venus 1.9x107 1.1x1011
Tierra 3.15x107 1.5x1011
Marte 5.9x107 2.3x1011
Júpiter 3.7x108 7.8x1011
Saturno 9.2x108 1.4x1012
Urano 2.6x109 2.9x1012
Neptuno 5.2x109 4.5x1012
Ley de la gravitación universal
Dado que los planetas describen una trayectoria elíptica alrededor del Sol y no se
mueven en un movimiento rectilíneo uniforme, debe actuar sobre ellos una fuerza
centrípeta que produzca el cambio en la dirección del movimiento. Fue en el siglo XVII
que Isaac Newton, dio una explicación al origen de esta fuerza conocida hoy como ley
de gravitación universal.
Dos cuerpos cualquiera de masas m1 y m2, separados una distancia r se
atraen con una fuerza que es directamente proporcional al producto de
sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los
separa.
La ley de gravitación universal se expresa como
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
24
𝐹 = 𝐺 ∙𝑚1𝑚2
𝑟2
Donde
m1 y m2 son las masas de los cuerpos 1 y 2 respectivamente, medidas en Kg
r la distancia que separa las masas, medida en m
G denominada constante de gravitación universal cuyo valor es 6.67x10-11 N m2/kg2
La fuerza se produce siempre entre dos cuerpos (atracción gravitatoria), pero muchas
veces, por su pequeño valor es poco perceptible
De acuerdo a la Tercera ley de Newton, las fuerzas que los cuerpos ejercen son de
igual magnitud pero de direcciones contrarias.
Rotación de sólidos
En el estudio de las leyes del movimiento de Newton se consideraban los objetos como
partículas puntuales y se estableció que una de las condiciones para que la partícula
estuviera en reposo o se moviera con movimiento rectilíneo uniforme es la que la suma
de las fuerzas que actúan sobre ella, fuera cero. Si se considera que los objetos
tienen dimensiones, es posible hallar un cuerpo sobre el cual la suma de las fuerzas
sea igual a cero y no esté en reposo y tampoco se mueva con m. r. u. Es necesario
redefinir el concepto de equilibrio. Para ello, se debe comprender qué se entiende por
cuerpo rígido:
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
25
Los cuerpos rígidos son sólidos cuya forma es definida debido a que las partículas que
los conforman se encuentran en posiciones fijas unas con respecto a otras.
Supongamos que sobre una
caja de ciertas dimensiones se
aplican dos fuerzas, de la
misma magnitud, pero de
diferente dirección. En
principio el sistema la caja no
se moverá. Pero si la fuerza se
aplica sobre esquinas
opuestas, la caja empezará a
girar sobre su eje.
Se debe establecer entonces una segunda condición para el equilibrio.
Segunda condición de equilibrio:
Si un objeto está en equilibrio rotacional, el momento de torsión neto
que actúa sobre él en torno a cualquier eje debe ser cero.
En términos matemáticos
∑𝜏 = 0
𝜏 es el momento de torsión o momento, o torque. Medido en Nm.
Entonces, para que un cuerpo esté es equilibrio estático debe
satisfacer dos condiciones:
La fuerza externa resultante debe ser igual a cero ∑𝐹 = 0
El momento de torsión externo resultante debe ser igual a cero ∑𝜏 = 0
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
26
Adaptado de: https://www.google.com/search?q=llave+inglesa&rlz=1C1CHBD_esCO810CO810&tbm=isch&source=lnt&tbs=isz:l&sa=X&ved=0ahUKEwi17K2esrjiAhVDvlkKHW
aZDdgQpwUIIA&biw=1366&bih=663&dpr=1#imgrc=CuO8N-d1taXlBM:
De acuerdo a la figura pueden determinarse dos componentes de la fuerza, una
perpendicular al eje OP, denotado 𝐹⊥ , y otra paralela al mismo eje, denotado 𝐹∥.
Dado que la fuerza puede tener dos componentes solo la fuerza perpendicular a la
línea OP produce un efecto de rotación. Para determinar el efecto de rotación
causado por una fuerza aplicada sobre un cuerpo rígido, es importante conocer la
intensidad y dirección de dicha fuerza, y la distancia entre el punto de aplicación de
dicha fuerza y el eje de rotación.
Se define torque o momento, τ, de una fuerza F aplicada a una distancia r del eje de
rotación como:
𝜏 = 𝐹⊥ ∙ 𝑟
Dado que la línea que une el eje de rotación y el punto de aplicación forma con la
fuerza F un ángulo α,
Se tiene que 𝐹⊥ = 𝐹𝑠𝑒𝑛𝛼
Entonces
𝜏 = 𝐹𝑠𝑒𝑛𝛼
Dependiendo el sentido de rotación debido a la fuerza aplicada, el torque puede ser
positivo o negativo. Se dice que el torque es positivo si la rotación se da en el sentido
contrario a las manecillas del reloj, de lo contrario, se considera que el torque es
negativo.
Las unidades de momento en el SI son Nm.
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
27
Ejemplo
Una barra de metal está sujeta en el punto A. Si se aplica una fuerza de 10N en el
punto B, ubicado a 75 cm de A, determinar el torque producido si la fuerza forma un
ángulo de 37° con la línea que une A con B.
Una representación simple de la fuerza aplicada es
Datos
r = 0.75 m
F= 10 N
α = 37°
𝜏 = −10 𝑁 𝑠𝑒𝑛 37° ∙ 0.75 𝑚
𝜏 = −4.5 𝑁𝑚
El torque se considera negativo porque la barra gira en el mismo sentido de las
manecillas del reloj.
Ejemplo
Considere una barra de masa de 4N de 1 m de longitud sujeta en su punto medio
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
28
Si se aplica una fuerza de 30 N sobre el punto A, ubicado a 30 cm de O, determine el
valor de la fuerza necesaria aplicada en B, para mantener la barra en equilibrio
rotacional. OB = 48 cm. Calcule el valor de la tensión de la cuerda.
Datos
mg = 4N
FA = 30 N
FB = ¿?
OA = rA = 30 cm = 0.3 m
OB = rB = 48 cm = 0.48 m
T = ¿?
Solución
Dado que la barra está sujeta en su punto medio, el peso de la misma no genera
rotación.
Como las fuerzas FA y FB son perpendiculares a la barra se tiene que
𝜏𝐴 = 𝜏𝐵
𝐹𝐴𝑟𝐴 = 𝐹𝐵𝑟𝐵
Se despeja FB
𝐹𝐵 =𝐹𝐴𝑟𝐴
𝑟𝐵
𝐹𝐵 =30𝑁∙0.3 𝑚
0.48 𝑚
FB = 18.75 N
Para calcular la tensión de la cuerda
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
29
∑𝐹𝑦 = 0 dado que no hay fuerzas en x
T – FA - FB – mg = 0
T = FA + FB + mg
T = 30 N + 18.75 N + 4 N = 52.75 N
Para pensar
1. Un motor gira a razón de 840 r.p.m. ¿Qué tiempo, en segundos,
tarda en dar una vuelta?
2. ¿El módulo de la aceleración centrípeta de un cuerpo que describe
un movimiento circular uniforme es constante? ¿Por qué?
3. ¿Por qué un cuerpo con movimiento circular uniforme experimenta
aceleración, si el módulo de su velocidad no cambia?
4. Da un ejemplo de un objeto que tenga un eje de rotación fijo pero
que se encuentre en equilibrio.
5. Un disco realiza una vuelta en 0,25 s. ¿Cuántas r.p.m. realiza?
6. Una polea de 12 cm de diámetro gira con un período de 0,25 s. a.
¿Cuál es su velocidad angular? b. ¿Con qué velocidad lineal se mueve
un punto en el borde de la polea? c. ¿Qué aceleración centrípeta
experimenta un punto en el borde de la polea?
7. La llanta de una bicicleta tiene un diámetro de 45 cm, si realiza 10
vueltas en 4 segundos. ¿Cuál es su período, frecuencia y velocidad
angular? ¿Qué rapidez lineal experimenta un punto en el borde de
la llanta?
8. La rapidez orbital de la Luna es de aproximadamente 1,03 km/s y la
distancia promedio de la Tierra a la Luna es 3,84x108 m.
Suponiendo que la Luna tiene un movimiento circular uniforme: a.
¿cuál es su período de rotación? b. ¿cuál es su aceleración
centrípeta?
9. Las aspas de un molino de viento tienen una longitud de 3,2 m. Si un
punto en el borde de una de las aspas se mueve a 15 m/s: a.
¿cuántas vueltas realiza el aspa en un segundo? b. ¿cuál su
velocidad angular? c. ¿qué tiempo emplea el aspa en dar una vuelta?
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
30
10. Una bala de un cañón de 1 kg de masa, es disparada en línea recta
hacia arriba. Después de un tiempo, experimenta una fuerza de
atracción gravitacional de 1.000 N. ¿A qué distancia de la
superficie de la Tierra se encuentra la bala?
11. Una esfera describe una trayectoria circular de radio r. ¿Cuándo
es mayor su momento angular, cuando gira a 220 r.p.m. o a 450
r.p.m.? ¿Por qué?
12. Una pelota está unida al extremo de una cuerda de 1.5 m y gira en
círculos con rapidez constante de 8 m/s. ¿Cuál es la aceleración
centrípeta?
13. ¿Cuáles son el periodo y la frecuencia de rotación de la pelota
descrita en el problema anterior?
14. Una polea motriz de 6 cm de diámetro se hace girar a 9 rev/s.
¿Cuál es la aceleración centrípeta en un punto localizado en el
borde de la polea? ¿Cuál sería la rapidez lineal de una banda
accionada por la polea?
15. Un objeto gira describiendo un círculo de 3 m de diámetro con una
frecuencia de 6 rev/s. ¿Cuál es el periodo de revolución, la rapidez
lineal y la aceleración centrípeta?
16. Un automóvil transita por una curva de 50 m de radio y recibe una
aceleración centrípeta de 2 m /s2. ¿Cuál es su rapidez constante?
17. Un automóvil de 1 500 kg recorre una pista circular con una
rapidez constante de 22 m/s. Si la aceleración centrípeta es de 6
m/s2, ¿cuál es el radio de la pista?
18. Un avión desciende siguiendo una trayectoria curva de radio R a la
velocidad v. La aceleración centrípeta es de 20 m/s2. Si tanto la
velocidad como el radio se duplican, ¿qué valor tendrá la nueva
aceleración?
19. Una piedra de 3 kg, atada a una cuerda de 2 m, oscila describiendo
un círculo horizontal, de manera que completa una revolución en 0.3
s. ¿Cuál es la fuerza centrípeta sobre la piedra? ¿Se ejerce sobre
la piedra alguna fuerza que la impulse hacia fuera?
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
31
20. Un objeto de 5 kg oscila describiendo un círculo horizontal
con una rapidez de 30 m/s. ¿Cuál es el radio de su trayectoria si la
fuerza centrípeta es de 2000 N?
21. Dos masas de 8 kg están unidas en el extremo de una varilla de
aluminio de 400 mm de longitud. La varilla está sostenida en su
parte media, gira en círculos y sólo puede soportar una tensión
máxima de 800 N. ¿Cuál es la frecuencia máxima de revolución?
22. Una camisa mojada de 500 g gira contra la pared interna de
una máquina lavadora a 300 rpm. El diámetro del tambor giratorio
es de 70 cm. ¿Cuáles son la magnitud y la dirección de la fuerza
resultante sobre la camisa?
23. Un corredor de 70 kg recorre una pista de 25 m de radio con
una rapidez de 8.8 m/s. ¿Cuál es la fuerza central que hace al
corredor describir la curva y a qué se debe esa fuerza?
24. En una carrera de trineos realizada durante la olimpiada de
invierno, un equipo toma una curva de 24 ft de radio con una
rapidez de 60 mi/h. ¿Cuál es la aceleración? ¿A cuántas g están
sometidos los tripulantes?
25. Una rueda de la fortuna de 14.0 m de radio gira sobre un eje
horizontal en el centro. La rapidez lineal de un pasajero en el
borde es constante e igual a 7.00 m/s. ¿Qué magnitud y dirección
tiene la aceleración del pasajero al pasar a) por el punto más bajo
de su movimiento circular? b) ¿Por el punto más alto de su
movimiento circular? c) ¿Cuánto tarda una revolución de la rueda?
26. La rueda de la fortuna, que gira en sentido antihorario, se
acaba de poner en movimiento. En un instante dado, un pasajero en
el borde de la rueda que está pasando por el punto más bajo de su
movimiento circular tiene una rapidez de 3.00 m/s, la cual está
aumentando a razón de 0.500 m/s2. a) Calcule la magnitud y la
dirección de la aceleración del pasajero en este instante. b) Dibuje
la rueda de la fortuna y el pasajero mostrando sus vectores de
velocidad y aceleración.
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
32
27. Un modelo de rotor de helicóptero tiene cuatro aspas, cada
una de 3.40 m de longitud desde el eje central hasta la punta. El
modelo se gira en un túnel de viento a 550 rpm. a) ¿Qué rapidez
lineal tiene la punta del aspa en m/s? b) ¿Qué aceleración radial
tiene la punta del aspa, expresada como un múltiplo de la
aceleración debida a la gravedad, es decir, g?
28. Un atleta con un trote constante da una vuelta completa a
una pista circular de un cuarto de milla de longitud en 4 minutos.
¿Cuál es su velocidad angular? ¿Qué aceleración centrípeta
experimenta?
29. En el circo, una de las atracciones es una esfera metálica de
8 m de diámetro en la cual se anuncia que, al girar, un motociclista
experimenta una aceleración igual a 2g. ¿A qué rapidez lineal se
debe mover el motociclista dentro de la esfera para cumplir con lo
que se está anunciando?
30. Una partícula realiza un movimiento circular, y se observa
que cuando el cronómetro marca t1=2s, se encuentra en la posición
angular ϴ1=20°. Después, cuando la partícula se encuentra en
ϴ2=80°, el cronómetro marca t2=6 s. Calcula la velocidad angular de
la partícula.
31. Si todos los objetos se dirigen hacia el centro de la Tierra, ¿por
qué la Luna no se choca contra la Tierra?
32. ¿Cuándo es más rápido el movimiento de la Tierra: cuando
está más cerca del Sol o cuando se encuentra lejos de él? Explica
tu respuesta.
33. ¿En qué factor se incrementaría el peso de una persona si la
masa de la Tierra fuera cuatro veces mayor?
34. En el noticiero del mediodía se anuncia que un satélite del
Instituto de meteorología se salió de su órbita. ¿Cómo piensas que
será la trayectoria que describa el satélite si cae en la Tierra?
35. ¿Cómo se verían afectados el Polo Norte y los países
ubicados en el Ecuador terrestre, si la Luna no existiera?
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
33
36. ¿Qué aceleración de la gravedad experimenta un avión que
vuela a 12 km de altura sobre la superficie terrestre?
37. Un joven astrónomo anuncia haber descubierto un pequeño
planeta en el sistema solar con un período de rotación de 4,5 años
y una distancia media al Sol de 9.650 km. ¿La afirmación es cierta?
¿Por qué?
38. Dos personas se encuentran sentadas en los extremos de un
café Internet, separadas a una distancia de 3,5 m, si sus masas son
52 kg y 61 kg, ¿qué fuerza de atracción gravitacional existe entre
ellas?
39. ¿A qué altura sobre la superficie terrestre, la aceleración de
la gravedad es g/2?
40. Dos esferas de igual tamaño y masa 300 lb, se encuentran
separadas una distancia de 2,5 m. ¿Cuál es el valor de la fuerza de
atracción gravitacional entre ellas?
41. La fuerza de atracción gravitacional entre dos automóviles
parqueados en un estacionamiento es de 9,5x1024 N. Si las masas
de los vehículos son 1.200 kg y 1.450 kg respectivamente, ¿a qué
distancia está parqueado uno del otro?
42. Dos aviones sobrevuelan alrededor de un aeropuerto
esperando que la pista se encuentre libre para poder aterrizar. Si
en un momento la distancia entre ellos es 850 m, la fuerza de
atracción es de 3,8x1029 N y la masa de una aeronave es 5
toneladas, ¿cuál es la masa de la otra aeronave?
43. Una de las lunas de Júpiter llamada Calixto, tiene un período
de rotación alrededor del enorme planeta de 384 horas. Si el radio
de su órbita es de 1,9x106 km. a. ¿Cuál es la masa de Júpiter? b. Si
la masa de Júpiter se redujera a la mitad, ¿cuál sería el período de
rotación de Calixto?
44. ¿Qué rapidez debe tener un satélite para que describa una
órbita circular de 800 km sobre la superficie de la Tierra?
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
34
45. La masa de Júpiter es de 1.90x1027 kg y su radio mide
7.15x107 m. ¿Qué rapidez debe alcanzar una nave espacial para
volar en círculos a una altura de 6.00x107 m sobre la superficie de
Júpiter?
46. ¿Cuál es la rapidez orbital de un satélite cuya órbita se
encuentra 1200 km sobre la superficie de la Tierra?
47. El radio de la Luna es de 1.74x106 m y la aceleración debida a
la gravedad es de 1.63 m/s2. Aplique la ley de la gravitación
universal para hallar la masa de la Luna.
48. Un satélite se halla a una distancia de 900 km sobre la
superficie de la Tierra. ¿Cuál es el periodo del movimiento del
satélite?
49. ¿A qué distancia sobre la superficie de la Tierra debe estar
un satélite para que complete una vuelta alrededor de nuestro
planeta en un lapso de 28 h?
50. Un estudiante escribió: “La única razón por la que una
manzana cae hacia la Tierra en vez de que ésta suba hacia la
manzana es que la Tierra tiene una masa mucho mayor y, por lo
tanto, tira con mucho mayor fuerza”. Comente esta aseveración.
51. ¿Una libra de mantequilla es la misma cantidad en la Tierra que en
Marte? ¿Y un kilogramo de mantequilla? Explique su respuesta.
52. ¿Usted atrae más al Sol al medio día o a la media noche?
Explique su respuesta.
53. Dado que la Luna es atraída constantemente hacia la Tierra
por la interacción gravitacional, ¿por qué no choca contra la
Tierra?
54. El Sol tira de la Luna con una fuerza cuya magnitud es más
del doble de la magnitud de la fuerza con que la Tierra atrae a la
Luna. ¿Por qué entonces el Sol no se lleva a la Luna?
55. ¿A qué distancia de una esfera muy pequeña de 100 kg se
tendría que colocar una partícula, de manera que la esfera tirara
de ella con exactamente la misma magnitud que la gravitación
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
35
terrestre? ¿Es lógico suponer que usted realmente podría realizar
un experimento así? ¿Por qué?
56. Dos esferas uniformes, ambas con masa M y radio R, se tocan
entre sí. ¿Qué magnitud tiene su fuerza de atracción
gravitacional?
57. Una nave interplanetaria pasa por el punto en el espacio
donde se cancelan exactamente las fuerzas gravitacionales que el
Sol y la Tierra ejercen sobre la nave. a) ¿A qué distancia del
centro de la Tierra está la nave? b) ¿Cuando la nave pasa por el
punto descrito en el inciso a) podría apagar sus motores y quedar
suspendida indefinidamente? Explique su respuesta.
58. Una persona adulta promedio tiene una masa aproximada de
70 kg. a) ¿Qué fuerza ejerce una Luna llena sobre ella, si está
directamente arriba con su centro a 378,000 km? b) Compare esta
fuerza con la fuerza que la Tierra ejerce sobre la persona.
59. Una masa puntual de 8.00 kg y una masa puntual de 15.00 kg
están separadas 50.0 cm. Se suelta un partícula de masa m desde
un punto entre las dos masas a 20.0 cm de la masa de 8.00 kg en la
línea que conecta las dos masas fijas. Obtenga la magnitud y la
dirección de la aceleración de la partícula.
60. Cuatro masas idénticas de 800 kg cada una se colocan en las
esquinas de un cuadrado que mide 10.0 cm por lado. ¿Qué fuerza
gravitacional neta (magnitud y dirección) actúa sobre una de las
masas, debida a las otras tres?
BIOLOGIA
Nutrición en los seres vivos
Los alimentos son las sustancias que ingieren los seres vivos. Están
formados por componentes inorgánicos (agua, minerales, sales) y por
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
36
componentes orgánicos (hidratos de carbono o azúcares, lípidos o grasas,
proteínas y vitaminas). Todos estos componentes se denominan nutrientes.
La nutrición es el conjunto de procesos donde los seres vivos intercambian
materia y energía con el medio que los rodea. Por medio de la nutrición se
obtiene energía y se aportan los nutrientes para crear o regenerar la materia
del organismo.
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
37
La función de nutrición incluye varios procesos: la captación de nutrientes,
su transformación, su distribución a todas las células y la eliminación de
sustancias de desecho que se producen como resultado del uso que se hace
de los nutrientes en las células. Todos estos procesos son comunes tanto
para animales como para vegetales. Para que se pueda llevar a cabo la
nutrición, los seres vivos poseen órganos y sistemas especializados. En los
animales, esos órganos forman parte de los sistemas digestivo,
respiratorio, cardiovascular y excretor.
De acuerdo a la forma en que obtienen los alimentos, los seres vivos se
clasifican en autótrofos y heterótrofos.
Son autótrofos los organismos capaces de sintetizar su propia materia
orgánica para la obtención de energía. A través de una reacción bioquímica
denominada fotosíntesis, las plantas y algas utilizan la energía solar y la
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
38
clorofila presente en los cloroplastos para producir materia orgánica y
liberar oxígeno al medio ambiente.
Los organismos heterótrofos, al no sintetizar sus alimentos, necesitan
consumir otros seres vivos para poder subsistir.
La nutrición consiste en tomar nutrientes y oxígeno del medio para obtener
energía, para luego recoger y expulsar sustancias de desecho. Se realiza en
las siguientes fases: toma de alimentos, transformación de esos alimentos
mediante la digestión, absorción de nutrientes, transporte de nutrientes y
obtención de energía. Como último paso de la nutrición se realiza la
recolección, el transporte y la eliminación de sustancias de desecho
producidas en las células.
NUTRICIÓN DE LOS VEGETALES
Las algas y los vegetales se nutren de forma autótrofa. Para ello toman del
ambiente el agua, el dióxido de carbono y las sales minerales. Por medio
de las raíces ingresa el agua y las sales minerales del suelo y por los
estomas de las hojas el dióxido de carbono de la atmósfera. El agua y las
sales se distribuyen por el tallo hacia las hojas.
Luego, los productos sintetizados en la fotosíntesis llegan a todas las partes
del vegetal. Además de fijar el vegetal al suelo, la raíz absorbe el agua y
las sales por unos pelos muy finos que existen en la zona pilífera. Esa agua
y sales forman la savia bruta que se transporta por vasos llamados xilema
a través de todo el tallo. La fuerza necesaria para que la savia bruta pueda
ascender no es otra que la evaporación del agua de las hojas por
transpiración.
Una vez que han llegado el agua y las sustancias inorgánicas a la hoja, se
absorbe por los estomas de las propias hojas el dióxido de carbono, que
junto con la energía del sol y en presencia de clorofila transforman dentro
de los cloroplastos la savia bruta en savia elaborada. Esta savia elaborada,
rica en azúcares y materia orgánica, es distribuida al resto del vegetal por
otro tipo de vasos denominados floema.
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
39
Una vez que el vegetal ha adquirido la materia orgánica por fotosíntesis,
la utiliza para generar energía. Los vegetales también necesitan de energía
para crecer, dar flores y frutos, reponer partes de la planta y relacionarse
con el medio. Esa energía la toman del uso que hacen de los azúcares y
demás compuestos elaborados en la fotosíntesis. La materia orgánica entra
en las mitocondrias de las células y en presencia de oxígeno se realiza la
respiración celular.
Cabe señalar que los vegetales carecen de estructuras especializadas para
la excreción de desechos. Por otra parte, la cantidad de desechos vegetales
es muy baja. El dióxido de carbono producido por respiración celular se
elimina al exterior a través de los estomas de las hojas, aunque una parte
de ese componente puede ser reutilizado para la fotosíntesis. Las
sustancias nitrogenadas de desecho se emplean para la síntesis de nuevas
proteínas. Algunos desechos son almacenados dentro de las células de la
propia planta.
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
40
NUTRICIÓN DE LOS ANIMALES Los animales necesitan energía para vivir, pero no pueden tomarla del sol
directamente como lo hacen los vegetales. Sólo pueden obtener la energía
de la transformación de los alimentos y del oxígeno que toman del aire.
Así se realiza la nutrición heterótrofa. Los seres unicelulares toman del
medio externo las sustancias que necesitan. En los seres pluricelulares
existen células que se especializan en tejidos, éstos se asocian en órganos
y los órganos a su vez en sistemas que realizan funciones específicas
dentro del organismo general.
Los sistemas que intervienen en la nutrición de los animales son los
siguientes:
1- Sistema digestivo: digiere los alimentos para obtener nutrientes, los
absorbe para que sean utilizados por las células y elimina la materia no
aprovechable en forma de excrementos.
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
41
2- Sistema circulatorio: distribuye nutrientes y oxígeno a todas las células
del cuerpo y recoge los residuos y el dióxido de carbono llevándolo a los
órganos excretores.
3- Sistema respiratorio: toma el oxígeno necesario para la vida celular y
expulsa el dióxido de carbono que produjo la célula tras realizar la
respiración celular.
4- Sistema excretor: elimina del organismo todas las sustancias
nitrogenadas que produce la célula a raíz de su metabolismo.
SISTEMA DIGESTIVO Es el encargado de transformar los alimentos que ingresan al organismo
(ingestión) en sustancias más sencillas (digestión) para que puedan pasar
a la sangre (absorción) y de ahí ser distribuidas a todas las células del
organismo, desechando todo aquello que no ha sido utilizado (egestión).
Vale decir que las etapas que cumple el proceso digestivo son la ingestión,
digestión, absorción y egestión. La egestión se produce por defecación,
cuando los excrementos son compactos y poseen poco agua (mamíferos)
o por deyección, cuando son acuosas y se eliminan por la cloaca (aves).
La mayor parte de los animales tienen un aparato digestivo formado por:
-Un tubo digestivo con una abertura anterior (cavidad bucal) para entrada
de alimentos y una salida posterior (ano) para la expulsión de excrementos.
Los órganos principales que forman la parte tubular del sistema digestivo
son: cavidad bucal, faringe, esófago, estómago, intestino delgado,
intestino grueso, recto y ano.
-Glándulas accesorias que colaboran en los procesos digestivos y de
absorción, como las glándulas salivales, el hígado, el páncreas y el
hepatopáncreas, este último en organismos invertebrados.
La digestión fragmenta y reduce a los alimentos de dos formas:
-Física: a través de la masticación en la cavidad bucal y por los
movimientos que realiza el estómago y los intestinos cuando las sustancias
ingeridas llegan a estos órganos.
-Química: por la acción de enzimas digestivas producidas a lo largo del
tracto digestivo.
Sistema digestivo en los mamíferos Los órganos que poseen los mamíferos son los siguientes:
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
42
Cavidad bucal: contiene órganos accesorios como la lengua y los dientes.
La lengua colabora en acomodar los alimentos y mezclarlos con saliva
durante la masticación (insalivación), con lo cual forman el bolo
alimenticio. Los dientes actúan en la digestión mecánica, ya que se utilizan
para cortar, desgarrar, triturar y moler los alimentos. La saliva contiene
una enzima llamada ptialina que actúa sobre los hidratos de carbono,
poniendo en marcha la digestión química. Por otra parte, ejerce una
función mecánica al lubricar la boca y humedecer el alimento que ingresa
a la cavidad bucal.
Faringe: una vez que el bocado es deglutido, pasa hacia la faringe
(garganta). En los animales superiores, por este órgano pasan los alimentos
y el aire que va desde y hacia los pulmones, por lo que es un órgano que
pertenece a los sistemas digestivo y respiratorio.
Esófago: es un conducto que nace en la faringe y conduce el bolo
alimenticio hacia el estómago.
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
43
Estómago: en los mamíferos es el lugar donde se inicia la digestión de las
proteínas, gracias a la acción del ácido clorhídrico y de las enzimas
provenientes del jugo gástrico.
Intestino delgado: continúa la digestión de las proteínas y se inicia la
digestión de las grasas y de los hidratos de carbono, por acción de enzimas
del jugo pancreático, del jugo intestinal y de la bilis segregada por el
hígado. En el intestino delgado se produce la absorción de la mayor
cantidad de nutrientes a través de las vellosidades intestinales. Esos
nutrientes pasan a los capilares sanguíneos y linfáticos y se dirigen al
hígado, para luego distribuirse a todas las células del organismo.
Intestino grueso: su principal función es concentrar y almacenar los
desechos sólidos y transformar el contenido intestinal (quimo) en materia
fecal. Las células presentes en intestino grueso reabsorben agua del quimo,
sales minerales y algunas vitaminas.
Recto: última porción del sistema digestivo, ubicado entre el intestino
grueso y el ano. La función del recto es almacenar la materia fecal para
luego ser expulsada por la abertura anal.
La circulación en los seres vivos
La circulación es el proceso mediante el cual se transportan y distribuyen a todas las células de un organismo los nutrientes y el oxígeno que les permite obtener la energía que requieren; igualmente mediante este proceso se eliminan las sustancias de desecho que allí se producen tales como el dióxido de carbono, el vapor de agua y compuestos nitrogenados.
PARTES
Un sistema circulatorio típicamente consta de lo siguiente:
1. Un órgano u órganos de bombeo Que generalmente es un corazón
2. Un conjunto de vasos o de espacios Conjunto de ductos o cavidades por donde circulan principalmente los nutrientes y desechos y además células especializadas (en muchos casos.
3. Fluido dinámico Puede ser :
3.1 Hemolinfa
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
44
Presente en la mayoría de los invertebrados, algunos moluscos, así como los artrópodos, presentan “hemocianina”,que es un pigmento que contiene cobre, la que transporta oxígeno e imparte un color azulado a la hemolinfa de estos animales.
3.2 Sangre
Tejido conectivo líquido, consistente en células y fragmentos de células dispersos en un líquido llamado plasma, presente en anélidos, algunos moluscos (cefalópodos) y vertebrados. La sangre contiene “hemoglobina”, que es una proteína cuaternaria queda el color rojo a la sangre, por ser un pigmento que contiene hierro y su función es la conducción de gases (O2 y CO2)
Sistemas de circulación
Para realizar este proceso los animales cuentan con sistemas circulatorios que desde los muy sencillos como en las esponjas hasta los muy complejos como los de los mamíferos. La circulación en los animales se puede clasificar en:
Circulación abierta: La sangre se transporta por conductos que terminan en lagunas o espacios internos abiertos, desde donde se distribuye la sangre a todas las células del cuerpo. Este tipo de circulación se presenta en los artrópodos y los moluscos.
Circulación cerrada: la sangre circula solamente a través de conductos sanguíneos. Los vertebrados presentan este tipo de circulación.
Circulación sencilla: se presenta cuando la sangre es bombeada por el corazón una sola vez. Se presenta en los peces.
Circulación doble: la sangre oxigenada llega al corazón desde los pulmones, luego es bombeada a todos los órganos del cuerpo y regresa nuevamente al corazón, pero ahora con dióxido de carbono; el corazón la envía nuevamente a los pulmones. Se presenta en aves, reptiles anfibios y mamíferos.
Circulación incompleta: la sangre arterial se mezcla con la venosa, esto se da porque hay un solo ventrículo. Se presenta en los reptiles.
Circulación completa: la sangre oxigenada se transporta por las arterias y no se mezcla con la sangre venosa. Se presenta en las aves y los mamíferos.
Circulación en los animales
Anélidos
El sistema circulatorio de este grupo está formado por dos vasos longitudinales, uno dorsal y otro ventral, conectados lateralmente. Cada uno de los vasos longitudinales emite prolongaciones en cada segmento que se dirigen a los
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
45
distintos órganos del cuerpo del animal. La parte anterior del vaso dorsal se ramifica hasta formar una red de capilares muy finos que riegan el cerebro. Los capilares de los anélidos se distinguen de los de los vertebrados, ya que su pared presenta una estructura más compleja. En general, los anélidos presentan un aparato circulatorio cerrado
Moluscos
Las dos características fundamentales del sistema circulatorio de los moluscos son que es abierto, en mayor o menor grado, y que posee un corazón diferenciado; en estos animales la cavidad general del cuerpo se ha reducido a un espacio no muy grande situado alrededor del corazón. El corazón de estos animales es un órgano musculoso con un solo ventrículo; el número de vasos que conducen la sangre hasta él (vasos eferentes o atrios contráctiles), coincide con el número de branquias del animal.
Artrópodos
El sistema circulatorio de los artrópodos es también abierto, pero con características propias que le distinguen del de los moluscos. Los animales de este grupo presentan el corazón en situación dorsal, rodeado de una cavidad llamada pericárdica en la cual se halla suspendido y sostenido mediante ligamentos y, en algunos casos, por los denominados músculos alares. La forma del corazón es tubular, con pares de orificios laterales por los que penetra la sangre que llena la cavidad pericárdica. El corazón se continúa hacia ambos lados, a diferencia de 10 que ocurre en los grupos hasta ahora vistos, en la aorta anterior y posterior, que se dividen repetidas veces hasta formar una red de capilares que desembocan en senos y lagunas repartidos por todo el cuerpo.
Vertebrados
La principal característica del sistema circulatorio de los vertebrados es que es cerrado y no presenta senos o lagunas
Peces
Corazón con cuatro cavidades (de las cuales, dos corresponden a una aurícula y un ventrículo). Un seno venoso, una aurícula, un ventrículo y un cono arterioso. Presentan circulación simple (la sangre tiene un solo ciclo o circuito) y completa (no se mezcla la sangre oxigenada con la sangre no oxigenada) con glóbulos rojos nucleados, son ectotermos.
Anfibios
Corazón con tres cavidades (dos aurículas y un ventrículo) circulación doble e incompleta. Glóbulos rojos nucleados. Son ectotermos
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
46
Reptiles
Corazón con cuatro cavidades (dos aurículas y dos ventrículos con tabique incompleto), circulación doble e incompleta (excepto en cocodrilos). Glóbulos rojos nucleados. Son ectotermos
Aves. Corazón con cuatro cavidades (dos aurícolas y dos ventrículos). La circulación es doble y completa, endotermos y con glóbulos rojos nucleados.
Mamíferos
Corazón con cuatro cavidades (dos aurículas y dos ventrículos), circulación doble y completa. Endotermos y con glóbulos rojos sin núcleo
Respiración en los seres vivos
La respiración es un proceso vital el cual consiste en la entrada de oxígeno al cuerpo de un
ser vivo y la salida de dióxido de carbono del mismo, así como al proceso metabólico de
respiración celular, indispensable para la vida de los organismos aeróbicos.
Según los distintos hábitats, los distintos seres vivos aeróbicos han desarrollado diferentes
sistemas de hematosis: cutáneo, traqueal, branquial, pulmonar. Consiste en un intercambio
gaseoso osmótico (o por difusión) con su medio ambiente en el que se capta oxígeno,
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
47
necesario para la respiración celular, y se desecha dióxido de carbono y vapor de agua, como
producto del proceso de combustión del metabolismo energético.
Plantas y animales, lo mismo que otros organismos de metabolismo equivalente, se
relacionan a nivel macroecológico por la dinámica que existe entre respiración y fotosíntesis.
En la respiración se emplean el oxígeno del aire, que a su vez es un producto de la fotosíntesis
oxigénica, y se desecha dióxido de carbono; en la fotosíntesis se utiliza el dióxido de carbono
y se produce el oxígeno, necesario luego para la respiración aeróbica.
La reacción química global de la respiración es la siguiente:
C6 H12 O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + energía (ATP)
La respiración no es solamente una actividad de los pulmones. Todo el organismo respira a
través del pulmón. Quien captura el oxígeno y quien expulsa el dióxido de carbono es todo
el organismo. Sus miles de millones de células consumen oxígeno incansablemente para
liberar de los glúcidos (azúcares) la energía necesaria e indispensable para realizar sus
actividades.
La respiración humana consta básicamente de los siguientes procesos:
Inhalación y exhalación: la entrada y salida de aire a nuestros pulmones. hematosis: intercambio gaseoso en los alvéolos pulmonares. Transporte de oxígeno a las células del cuerpo. Respiración celular.
En el proceso de inhalación, llevamos oxígeno a la sangre y expulsamos el aire con el
dióxido de carbono de desecho. En la inhalación también llevamos consigo una gran
cantidad de elementos contaminantes y polvo, pero la nariz cuenta con una serie de cilios
(pelos) que sirven de filtro para retener aquellos de mayor tamaño. De ahí, que se
recomienda realizar el proceso de respiración por la nariz. La boca no cuenta con estos
filtros y desde luego no está preparada para retener ese tipo de partículas nocivas para
nuestra salud.
Tipos de respiración:
Respiración aeróbica. La realizan la inmensa mayoría de células, incluidas las humanas.
Los organismos que llevan a cabo este tipo de respiración reciben el nombre de organismos
aeróbicos porque utilizan el oxígeno para realizar el proceso.
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
48
Respiración anaeróbica. Es un tipo de metabolismo poco común, exclusivo de ciertos
microorganismos en el que no se usa el oxígeno para el proceso de respiración. No debe
confundirse con la fermentación, proceso también anaeróbico en el que se utilizan
sustancias diferentes al oxígeno.
Respiración en las procariotas:
Algunas bacterias son anaerobias y otras aerobias y muy pocas son facultativas (es decir
que pueden vivir en presencia o ausencia de oxígeno) como productos de la respiración
anaerobia se pueden obtener: alcoholes y el ácido láctico, el CO2 y otras sustancias
inorgánicas.
Respiración en protistas:
La mayoría son aeorbios, como son seres unicelulares eucariotas, la respiración ocurre en
las mitocondrias, es el mismo proceso que ocurre en la respiración celular. (Ver artículo)
Respiración en hongos:
Son en su mayoría organismos aerobios, sin embargo algunos, como las levaduras son
anaeróbicos facultativos, esto significa que en presencia de oxígeno utilizan las
mitocondrias para efectuar la respiración y en ausencia de oxigeno realizan a fermentación.
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
49
La Respiración en las plantas:
El intercambio de gases en las plantas ocurre a través de los estomas, que se abren para
dejar pasar el oxígeno hacia el interior de las células vegetales. Allí el oxígeno se combina
con el carbono de los nutrientes formándose el gas carbónico y el agua que luego salen a
través de los estomas.
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
50
Los estomas son pequeñas aberturas o poros que se forman cuando dos células guardianas
dejan un espacio entre ellas. En las plantas leñosas existen otras vías de respiración
llamadas lenticelas que son aberturas que encuentras en los troncos. Como el tallo de los
árboles es leñoso y algunas veces impermeable al paso de sustancias, éste necesita respirar
y lo hace por medio de sus lenticelas.
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
51
Las plantas que acuáticas o que viven en terrenos pantanosos tienen en sus raíces unas
perforaciones llamadas neumatóforos. Las raíces de estas plantas sobresalen del agua
porque no pueden obtener el oxígeno disuelto que hay en ella.
En la siguiente imagen puedes observar un resumen de lo que ocurre en la planta cuando
hay fotosíntesis y respiración.
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
52
RESPIRACIÓN EN ANIMALES
Los animales así como las plantas tienen estructuras especializadas que permiten el
intercambio de gases. Vamos a observar cuáles son los sistemas en cada tipo de animal.
RESPIRACIÓN CUTÁNEA
Este tipo de respiración ocurre por medio de la piel, es decir, el intercambio de gases ocurre
por difusión (ya sabes qué es esto) a través de la piel del animal. Generalmente ocurre en
animales pequeños en los que su piel no es muy gruesa y permite que pase fácilmente el
oxígeno. Por ejemplo las lombrices, el caracol, sanguijuelas, gusanos marinosy algunos
vertebrados como las ranas y los sapos.
RESPIRACIÓN BRANQUIAL
En esta clase de respiración se utilizan las branquias o agallas, que son estructuras ubicadas
al lado y lado de la cabeza de los animales que las contienen. Tienen forma de láminas muy
delgadas y rojas por la cantidad de vasos capilares que contienen.
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
53
En los animales con respiración branquial la respiración ocurre cuando el agua pasa a través
de las branquias y cede el oxígeno que llega a la sangre y ésta lo transporta al resto del cuerpo.
En este mismo proceso el dióxido de carbono pasa de la sangre al agua.
Las branquias aparecen en muchos animales de vida acuática, como anélidos, moluscos,
crustáceos, peces y anfibios. Además se encuentran en crustáceos terrestres, como las
cochinillas de humedad y las pulgas de playa.
Puedes observar en la imagen cómo ocurre la respiración en los peces.
RESPIRACIÓN TRAQUEAL
Los animales con respiración traqueal no dependen de un sistema complejo, tienen las
tráqueas formadas por tubos que se conectan entre sí y que transportan el oxígeno a cada una
de las células. Las tráqueas se comunican con el exterior por medio de unos orificios llamados
espiráculos por medio de ellos ingresa el oxígeno y sale el dióxido de carbono.
Los artrópodos son los animales que tienen este tipo de respiración. Por si no sabías te cuento
que los artrópodos se caracterizan porque tienen su cuerpo y sus patas articulados, es decir,
divididos en piezas que se mueven.
Los grupos más importantes son:
Insectos Arácnidos Crustáceos Miriápodos
DE LAS BRANQUIAS A LOS PULMONES
La rana toro, un anfibio, empieza su vida como un renacuajo totalmente acuático con
branquias externas. Durante la metamorfosis que la lleva a convertirse en una rana adulta que
respira aire, las branquias se pierden y son reemplazadas por los pulmones sencillos en forma
de saco. Tanto en el renacuajo como en el adulto, el intercambio gaseoso también se lleva a
cabo mediante difusión a través de la piel, la cual debe mantenerse funcionar como superficie
respiratoria.
RESPIRACIÓN PULMONAR
La respiración pulmonar ocurre a través de los pulmones, en ellos hay unos pequeños sacos
llamados alvéolos en los que ocurre el intercambio de gases. A estos pequeños sacos llegan
los vasos sanguíneos que transportan la sangre, ésta toma el oxígeno (lo hacen los glóbulos
rojos que tiene la sangre) y deja el dióxido de carbono.
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
54
Esta respiración es propia de mamíferos, reptiles y aves. Las aves tienen a demás de los
pulmones unos pequeños sacos aéreos que les permiten almacenar aire y aumentar la
eficiencia en el proceso respiratorio durante el vuelo. cuando inhalan el aire, una parte llena
los pulmones y el resto viaja hasta los sacos aéreos. cuando el ave exhala, el aire fresco que
se ha almacenado temporalmente en los sacos aéreos llena los pulmones. En los pulmones de
las aves no hay alvéolos sino parabronquios que permiten que el aire fluya por los pulmones
continuamente.
Esta respiración es propia de mamíferos, reptiles y aves. Las ave tienen a demás de los
pulmones unos pequeños sacos aéreos que les permiten almacenar aire y aumentar la
eficiencia en el proceso respiratorio durante el vuelo.
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
55
Algunos animales marinos como las ballenas, los delfines y los cachalotes tienen también
sistema respiratorio (recuerda que son mamíferos) para poder respirar deben salir a la
superficie y tomar el aire por un orificio que tienen en la parte superior de la cabeza llamado
espiráculo.
Una ballena es incapaz de respirar por la boca, pues su extraña nariz no se abre cerca de ella;
un tubo continuo lleva aire directamente desde la parte alta de la cabeza a la tráquea y a los
pulmones. Cuando se sumerge, unos poderosos músculos cierran firmemente la abertura de
la nariz, de manera que no puede entrar a ella ni una sola gota de agua.
EXCRECIÓN EN SERES VIVOS SISTEMA EXCRETOR
Las funciones del sistema excretor son mantener constantes en el medio interno las sustancias fundamentales para la
existencia, y eliminar del organismo los productos de desecho del metabolismo celular. Así como el sistema respiratorio se
encarga de expulsar el dióxido de carbono de la circulación, es el sistema excretor el responsable de eliminar las sustancias
nitrogenadas de la sangre, otro de los desechos del metabolismo celular. Algunas sustancias también pueden ser
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
56
eliminadas a través de la piel, aunque en menor cantidad. Los organismos poco evolucionados carecen de sistema excretor,
ya que eliminan los desechos directamente al medio en donde viven.
Los productos nitrogenados de desecho se eliminan, según el organismo que se trate, como urea, ácido úrico y amoníaco.
La urea, cuya fórmula abreviada es (NH2)2CO, resulta ser una sustancia tóxica que no obstante puede permanecer en el
organismo a bajas concentraciones. Los animales que eliminan urea, llamados ureotélicos, son los mamíferos, los quelonios
(tortugas), los tiburones, las rayas y los anfibios adultos.
Aquellos animales limitados para acumular importantes cantidades de agua, como las aves, o que deban restringir pérdidas
hídricas, como los reptiles o los artrópodos, eliminan los productos nitrogenados de desecho como ácido úrico
(C5H4N4O3), en forma sólida y sin pérdida de agua. Este grupo de organismos se denomina uricotélicos.
La eliminación de productos nitrogenados en forma de amoníaco (NH3) es propia de los peces con esqueleto óseo. El
amoníaco es muy tóxico, por lo que debe ser expulsado del organismo rápidamente y tomar contacto con el agua. Es por
esa razón que este tipo de eliminación es propia de animales acuáticos. A los organismos que excretan amoníaco como
desecho se los llama amoniotélicos.
El órgano excretor en organismos vertebrados (mamíferos, aves, reptiles, anfibios y peces) es el riñón, formado por
minúsculos túbulos denominados nefrones. Estas estructuras se encargan de filtrar la sangre, recuperando las sustancias
útiles para el organismo (agua, sales) y eliminando los desechos nitrogenados y exceso de agua en forma de orina.
Sistema excretor en los mamíferos
La orina formada en los riñones circula por dos finas estructuras tubulares, los uréteres, que desembocan en una vejiga,
lugar donde se almacena esa orina. De la vejiga nace un conducto, llamado uretra, por donde la orina sale al exterior.
Sistema excretor en las aves, reptiles y anfibios
La orina sale de los riñones por los uréteres que desembocan en la cloaca, junto con el intestino y los conductos del
sistema reproductor.
Sistema excretor en los peces
Estos organismos eliminan la orina directamente hacia el agua. La orina de los peces es escasa y muy concentrada.
Sistema excretor en los insectos
Poseen túbulos cerrados en un extremo y abiertos en el otro. Este último desemboca en los intestinos. Dichas estructuras,
denominadas tubos de Malpighi, absorben sustancias útiles de la cavidad interna del cuerpo y expulsa los desechos
nitrogenados hacia el intestino.
COLEGIO CRISTIANO SEMILLA DE VIDA P.E.I. Educación Cristiana la estrategia para implementar calidad y excelencia en los procesos educativos
GUÍA DE APRENDIZAJE SEDEVITA 2019
57
Integración de los sistemas en la nutrición