Conceptos Básicos de Física, Química y Geología: Energía, Volcanes, Terremotos y Ecosistemas

Conceptos Básicos de Mecánica

Velocidad

La velocidad mide la mayor o menor rapidez con la que se efectúa el cambio de posición respecto a la referencia tomada. Es el cociente entre el espacio recorrido (e) y el tiempo (t) que se ha tardado en recorrerlo.

v = e / t

Fuerza

La fuerza es toda interacción entre dos cuerpos capaz de variar su velocidad, así como producir alguna deformación en los mismos. La unidad empleada es el newton (N).

Efectos de la Fuerza

• Efecto deformador: cuando se produce un cambio de forma. Será elástico si recupera la forma inicial o plástico si no la recupera.
• Efecto dinámico: produce una variación de la velocidad en el cuerpo que se aplica, es decir, produce aceleración.

Masa y Peso

La masa es una medida de la cantidad de materia y el peso es la fuerza con la que el planeta en el que nos encontramos atrae dicha masa.

Energía

La energía es la capacidad que tienen los cuerpos para que se produzcan cambios o transformaciones.

Energía Cinética

La energía cinética (E_c) es la energía asociada a la masa moviéndose a una determinada velocidad. Cuanto mayor sea la masa y la velocidad, mayor será la E_c.

E_c = 1/2mv²

Energía Potencial

La energía potencial (E_p) se debe a la altura a la que se encuentra el cuerpo y a la masa que posea. La E_p es mayor cuanto mayor sea la masa y la altura de este.

E_p = mgh

Principio de la Conservación de la Energía

El principio de la conservación de la energía dice que la energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma o transfiere. La energía siempre permanece constante.

Trabajo

El trabajo es una magnitud mediante la cual se pone de manifiesto que se está llevando a cabo una transformación de un tipo de energía a otro y que implica que existe una fuerza que produce un desplazamiento.

Calor

El calor es la cantidad de energía térmica que se transfiere desde el cuerpo que está a mayor temperatura hacia el cuerpo que está a menor, hasta que las temperaturas de ambos se igualan.

Geología - Volcanes y Terremotos

Volcanes

Un volcán es la manifestación más directa de la energía interna de la Tierra, porque constituyen fracturas por las que el magma sale al exterior.

Partes de un Volcán

1. Cráter: orificio por el que la lava sale al exterior. Si tiene más de 1 km, se denomina caldera.
2. Cono volcánico: montículo formado por una acumulación de materiales emitidos por el volcán.
3. Cámara magmática: lugar del interior terrestre en el que se almacena el magma.
4. Chimenea: conducto por el que sale el magma al exterior hasta el cráter.
5. Columna eruptiva: altura alcanzada por los gases expulsados por el volcán.
6. Colada de lava: ríos de lava procedentes del desbordamiento de la acumulada en el cráter.
7. Cono parásito: cono secundario por el que salen los gases.

Materiales Emitidos por un Volcán

• Gaseosos: constituyen el motor de las erupciones. Son: vapor de agua, dióxido de carbono, de azufre, sulfuro e hidrógeno y nitrógeno.
• Líquidos:
  • Lava: es el magma que sale al exterior y que ha perdido gran parte de sus gases.
  • Viscosa: color claro y muy espesa. Cuando se enfría, se desplaza lentamente, pero son muy peligrosas, ya que contienen muchos gases y originan violentas explosiones.
  • Fluidas: color oscuro. Se desplazan con gran rapidez a largas distancias.
• Sólidos: hay varios tipos de piroclastos:
  • Ceniza: los de menor tamaño. Permanecen en la atmósfera durante un largo tiempo.
  • Lapilli: partículas del tamaño de una nuez.
  • Bombas: son las más grandes. Su forma suele ser fusiforme.

Terremotos

Los terremotos son movimientos vibratorios, rápidos y violentos de la superficie terrestre, causados por la brusca liberación de la energía acumulada durante un largo periodo de tiempo.

Partes de un Terremoto

1. Foco o hipocentro: es el lugar del interior terrestre donde se produce la fractura y a partir del cual se generan las ondas sísmicas.
2. Epicentro: es el lugar de la superficie terrestre situado justo encima del foco y en su misma vertical. Se trata de la zona más afectada por las ondas sísmicas.
3. Ondas sísmicas: vibraciones de las rocas que se transmiten a partir del foco en todas las direcciones.

Escalas de Medición de Terremotos

• Escala de Richter: valora la magnitud o energía liberada.
• Escala de Mercalli: valora la intensidad de los daños causados, es decir, su capacidad de destrucción.

Partes de la Tierra

La Tierra está constituida por tres partes:

• Corteza: es la capa más superficial. Su profundidad es variable: en los continentes, entre 30 y 70 km (corteza continental), mientras que en los fondos oceánicos es más delgada, solo 5 y 10 km (corteza oceánica).
• El manto: es la capa intermedia y llega hasta los 2900 km de profundidad. Contiene rocas que se mantienen a temperaturas muy elevadas.
• El núcleo: es la capa central de la esfera terrestre, de unos 3486 km de espesor, y está constituido por los materiales más densos, como hierro y níquel. Se diferencian dos capas:
  • Núcleo externo: desde los 2900 hasta los 5150 km, que contiene rocas fundidas.
  • Núcleo interno: desde los 5150 km hasta el centro, que contiene roca sólida.

Litosfera

La litosfera es una capa rígida que está constituida por la unión de la corteza y los primeros 50 km del manto. Hay dos litosferas: litosfera oceánica y litosfera continental, siendo la última más gruesa.

Ecosistemas

Un ecosistema es un conjunto formado por:

• Componentes bióticos (seres vivos como animales, plantas, etc. que habitan en un determinado lugar y se relacionan entre sí).
• Componentes abióticos (todas las condiciones del medio físico como humedad, tipo de suelo, temperaturas, etc.).
• Relaciones entre ambos componentes (los seres vivos de un cierto lugar están adaptados a unas determinadas condiciones del medio físico).