Grado 9
  1. Mechanics  1.1. Movimiento  1.1.1. Tipos de movimiento  1.1.2. Distancia y desplazamiento  1.1.3. Velocidad y Rapidez  1.1.4. Aceleración  1.1.5. Representación gráfica del movimiento  1.1.6. Ecuaciones de movimiento  1.1.7. Movimiento uniforme y no uniforme  1.1.8. Caída libre y aceleración debido a la gravedad  1.1.9. Velocidad relativa  1.1.10. Movimiento circular  1.2. Leyes de la fuerza y el movimiento  1.2.1. El concepto de fuerza  1.2.2. La primera ley del movimiento de Newton  1.2.3. Segunda ley del movimiento de Newton  1.2.4. Tercera ley del movimiento de Newton  1.2.5. Inercia y tipos de inercia  1.2.6. Movimiento  1.2.7. Conservación del momento  1.2.8. Aplicación de las leyes de Newton en la vida diaria  1.2.9. Tipos de Fuerzas (Contacto y No Contacto)  1.2.10. Fricción y sus efectos  1.3. Fuerza gravitacional  1.3.1. La ley de la gravitación universal de Newton  1.3.2. Importancia de la Fuerza Gravitacional  1.3.3. Aceleración debido a la gravedad  1.3.4. Caída libre e ingravidez  1.3.5. Masa y peso  1.3.6. Variación de g con altura y profundidad  1.3.7. Leyes del movimiento planetario de Kepler  1.3.8. Satélites y sus órbitas  1.4. Trabajo, Energía y Potencia  1.4.1. Concepto de trabajo  1.4.2. Acciones positivas y negativas  1.4.3. Trabajo realizado por fuerza constante y variable  1.4.4. Energía y sus formas  1.4.5. Energía cinética y energía potencial  1.4.6. La ley de conservación de la energía  1.4.8. Unidad comercial de energía  1.4.9. Teorema trabajo-energía  1.5. Máquinas simples  1.5.1. Tipos de máquinas simples  1.5.2. Ventaja mecánica  1.5.3. Eficiencia de la máquina  1.5.4. Palancas y sus tipos  1.5.5. Poleas y planos inclinados  1.5.6. Engranajes y sus usos
  2. Propiedades de la materia  2.1. Estados de la materia  2.1.1. Sólidos, líquidos y gases  2.1.2. Propiedades de los diferentes estados de la materia  2.1.3. Cambio en el estado de la materia  2.1.4. Plasma y condensado de Bose-Einstein  2.2. Densidad y presión  2.2.1. Concepto de densidad y densidad relativa  2.2.2. Presión en sólidos, líquidos y gases  2.2.3. La ley de Pascal y sus aplicaciones  2.2.4. Presión atmosférica y sus variaciones  2.2.5. Tensión superficial y capilaridad  2.3. Flotabilidad y el principio de Arquímedes  2.3.1. Fuerza de flotación  2.3.2. Principio de Arquímedes  2.3.3. Aplicaciones del Principio de Arquímedes  2.3.4. objetos que flotan y se hunden  2.3.5. Teoría de la Flotación y el Principio de Arquímedes
  3. Calor y Termodinámica  3.1. Temperatura y calor  3.1.1. Concepto de calor y temperatura  3.1.2. Medición de temperatura  3.1.3. Escalas de temperatura  3.2. Transferencia de calor  3.2.1. Conducción del calor  3.2.2. Convección del calor  3.2.3. Radiación de calor  3.2.4. Aplicaciones de la transferencia de calor  3.2.5. Conductividad térmica  3.3. Thermal expansion  3.3.1. Expansión de sólidos, líquidos y gases  3.3.2. Expansión anómala del agua  3.3.3. Aplicaciones de la expansión térmica  3.4. Capacidad calorífica específica y calor latente  3.4.1. Concepto de capacidad calorífica específica  3.4.2. Medición y aplicaciones del calor específico  3.4.3. Calor latente de fusión y vaporización  3.4.4. Motores de calor y eficiencia
  4. Ondas y sonido  4.1. Ondas y sus tipos  4.1.1. Ondas mecánicas y electromagnéticas  4.1.2. Ondas Longitudinales y Transversales  4.1.3. Propiedades de las ondas  4.1.4. Longitud de onda, frecuencia y velocidad de la onda  4.1.5. Superposición de ondas  4.2. Ondas sonoras  4.2.1. Naturaleza y transmisión del sonido  4.2.2. Velocidad del sonido en diferentes medios  4.2.3. Reflexión del sonido y eco  4.2.4. Sonar y ultrasonido  4.2.5. Resonancia y pulsación  4.3. Características del sonido  4.3.1. Intensidad, volumen y calidad del sonido  4.3.2. Efecto Doppler en el sonido
  5. Iluminación y Óptica  5.1. Reflexión de la luz  5.1.1. Leyes de la reflexión  5.1.2. Reflexión desde un espejo plano  5.1.3. Reflexión en un espejo esférico  5.1.4. Formación de imágenes por espejos cóncavos y convexos  5.1.5. Aplicaciones de la Reflexión  5.2. Refracción de la luz  5.2.1. Leyes de la refracción  5.2.2. Índice de refracción  5.2.3. Refracción a través de una lámina de vidrio  5.2.4. Refracción en el agua y el aire  5.2.5. Lentes y sus tipos  5.2.6. Formación de imágenes por lentes convexas y cóncavas  5.2.7. Reflexión interna total y sus aplicaciones  5.3. Dispersión y dispersión de la luz  5.3.1. Espectro de la luz blanca  5.3.2. Prismas y Dispersión  5.3.3. Efecto Tyndall y cielo azul
  6. Electricidad y Magnetismo  6.1. Carga eléctrica y electricidad estática  6.1.1. El concepto de carga eléctrica  6.1.2. Carga por fricción, contacto e inducción  6.1.3. Electroscopio y su funcionamiento  6.2. Electricidad Corriente  6.2.1. El concepto de corriente eléctrica  6.2.2. Ohm's Law and Resistance  6.2.3. Factores que afectan la resistencia  6.2.4. Circuitos en Serie y Paralelo  6.2.5. Heating effect of electric current  6.2.6. Potencia y energía eléctricas  6.3. Magnetismo  6.3.1. Imanes naturales y artificiales  6.3.2. Propiedades de los imanes  6.3.3. Magnetismo de la Tierra  6.3.4. Campo magnético y líneas de campo  6.3.5. Electroimanes y sus aplicaciones
  7. Física Moderna  7.1. estructura del átomo  7.1.1. Estructura Atómica y Partículas Subatómicas  7.1.2. Electrones, Protones y Neutrones  7.1.3. Modelo de Rutherford y Bohr  7.2. Radiactividad  7.2.1. Tipos de emisiones radiactivas  7.2.2. Vida media y desintegración radiactiva  7.2.3. Usos y Peligros de la Radiactividad
  8. Ciencia espacial y astronomía  8.1. El universo y sus componentes  8.1.1. Estrellas y galaxias  8.1.2. Planetas y Sistema Solar  8.2. Satélites  8.2.1. Satélites naturales y artificiales  8.2.2. Uso de satélites

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Máquinas simples


En el fascinante mundo de la física, las máquinas simples son dispositivos mecánicos básicos que cambian la dirección o la magnitud de una fuerza. Son los bloques de construcción de maquinaria más compleja. Las máquinas simples facilitan nuestro trabajo permitiéndonos empujar o tirar a distancias mayores.

¿Qué son las máquinas simples?

Las máquinas simples son los mecanismos más básicos que utilizan la ventaja mecánica (también llamada palanca) para multiplicar la fuerza. Proporcionan la base para las máquinas al ofrecer manipulación de fuerza básica. Las seis máquinas simples clásicas son:

  • palanca
  • rueda y eje
  • polea
  • plano inclinado
  • cuña
  • tornillo

Palanca

Una palanca es una barra rígida que gira alrededor de un punto fijo llamado fulcro. Se utiliza para transferir fuerza y aumentar el poder. Las palancas se dividen en tres categorías según la posición del fulcro, la carga y el esfuerzo:

  1. Palanca de primera clase: En una palanca de primera clase, el fulcro se encuentra entre la fuerza de entrada (esfuerzo) y la fuerza de salida (carga). Ejemplos comunes incluyen balancines, tijeras y alicates. 
    Esfuerzo - Fulcro - Carga
    Base Esfuerzo Carga
  2. Palanca de segunda clase: En este tipo de palanca, la carga se coloca entre el fulcro y el esfuerzo. Ejemplos incluyen la carretilla, cascanueces y abrebotellas. 
    Fulcro - Carga - Esfuerzo
    Base Carga Esfuerzo
  3. Palanca de tercera clase: En una palanca de tercera clase, el esfuerzo se aplica entre el fulcro y la carga. Es común en herramientas como alicates, martillos y cañas de pescar. 
    Fulcro - Esfuerzo - Carga
    Base Esfuerzo Carga

Rueda y eje

La rueda y el eje es una máquina simple constituida por una gran rueda unida a una rueda más pequeña o eje llamado eje. Cuando se gira la rueda, el eje también gira, y viceversa. Esto puede reducir significativamente la cantidad de fuerza necesaria para mover un objeto.

Ventaja Mecánica = Radio de la Rueda / Radio del Eje
Eje Rueda

Polea

Una polea consta de una rueda en un eje diseñada para soportar y cambiar la dirección del movimiento de un cable o correa tensa. Las poleas se utilizan para levantar cargas pesadas con poco esfuerzo y a menudo se combinan para aumentar la ventaja mecánica.

  • Polea fija: no se mueve y se utiliza para cambiar la dirección de la fuerza.
  • Polea móvil: se mueve con la carga y reduce la cantidad de fuerza de entrada requerida.
Ventaja Mecánica = Número de Cuerdas que Soportan la Carga
Polea

Plano inclinado

Un plano inclinado es una superficie de apoyo plana inclinada en un ángulo, con un extremo más alto que el otro, utilizada para elevar o bajar una carga con menos esfuerzo. Reduce efectivamente la fuerza necesaria para levantar un objeto al extender el trabajo sobre una distancia más larga.

Ventaja Mecánica = Longitud de la Pendiente / Altura
Plano

Cuña

Una cuña es una herramienta que es gruesa en un extremo y delgada en el otro. Se utiliza para dividir o cortar objetos y produce fuerza perpendicular a sus bordes (caras).

Cuña

Tornillo

En física, un tornillo es un plano inclinado doblado. Se caracteriza por una estructura helicoidal que convierte la fuerza rotacional en movimiento y fuerza lineal.

Ventaja Mecánica = Circunferencia / Paso
Tornillo

Usos de las máquinas simples en la vida cotidiana

Las máquinas simples están a nuestro alrededor, ayudando a facilitar nuestra vida de innumerables maneras. Aquí hay algunos ejemplos cotidianos:

  • Los balancines en los parques infantiles funcionan como palancas, permitiendo que dos personas se eleven y bajen fácilmente.
  • Las carretillas son excelentes ejemplos de sistemas de rueda y eje que ayudan a mover cargas pesadas con facilidad.
  • En los mástiles, las poleas fijas se utilizan para izar y bajar la bandera, lo cual no requiere mucha fuerza.
  • Las rampas facilitan el movimiento de objetos pesados a mayores alturas, ya que aumentan la distancia sobre la que se puede aplicar la fuerza.
  • Los ejes son cuñas simples que ayudan a cortar madera aplicando fuerza en un lado y doblándola hacia afuera.
  • Los tornillos utilizados en la tapa del frasco convierten la fuerza rotacional de nuestras manos en una fuerza lineal más fuerte, que cierra el frasco firmemente.

Importancia de las máquinas simples

Aunque a estas máquinas se les denomina "simples", su importancia es mucho más profunda. Las máquinas simples han existido desde tiempos antiguos y fueron los precursores de los avances tecnológicos modernos. Comprenderlas nos ayuda a entender los principios del trabajo y la energía, conceptos esenciales en la física.

Mediante el uso de máquinas simples, los humanos han podido aplicar su fuerza de manera más eficiente, permitiendo la construcción de estructuras y dispositivos impresionantes. Al darnos el poder de mover, levantar y operar maquinaria con poca fuerza, las máquinas simples continúan desempeñando un papel importante en la tecnología, la ingeniería y la vida cotidiana.

Animamos al entusiasmo por explorar y aprender sobre las máquinas simples, ya que estos conceptos sientan las bases para comprender dispositivos mecánicos más complejos.


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