FINES BIOLOGIA

GENETICA MENDELIANA
GENETICA NO MENDELIANA

Algunos aspectos de Genética y  algunos rasgos, determinados genéticamente están ligados al sexo.

HEMOFILIA:

Se caracteriza por la incapacidad de coagulación de la sangre

Las personas, normalmente, poseen en sus cromosomas equis un gen dominante que se identifica como: X ^H, ese gen dominante es el responsable de la coagulación de la sangre

HERENCIA LIGADA AL SEXO

DALTONISMO

Este es el caso de ceguera para los colores rojo y verde

DOMINANCIA INCOMPLETA

En este caso ambos caracteres son dominantes.  Por ejemplo:

—  Ganado Ruano

—  Un homocigoto blanco (BB) se cruza con un homocigoto rojo, (RR). La  F 1 no resulta ni roja ni blanca, sino de una coloración ruano (RB), esto debido a lo dominancia incompleta.

•       Otros ejemplos:

1. Flores Rojas (RR) y Flores Blancas (BB) dan un intermedio Rosado RB.
2. Gallos Negros NN y Gallinas Blancas BB dan pollos Azulados NB

SISTEMAS DE ALELOS MULTIPLES

Puede ocurrir que un mismo gen tenga múltiples formas de presentarse, en cuyo caso decimos que tenemos unas serie de alelos múltiples. 

En estos casos, ha de establecerse la jerarquía de dominancia de unos alelos sobre otros.

Los alelos más conocidos dentro de la especie humana son los de los grupos sanguíneos

GRUPOS  SANGUINEOS

Se descubrió un sistema para distinguir los diversos tipos sanguíneos, se encontraron los tipos: A, B, AB y O.

CASO:

Luis es tipo de sangre B heterocigoto  y  JUANA  es del grupo sanguíneo O. Se casan y hacen cálculos para determinar el posible tipo de sangre de su descendencia

GRUPO Rh

Grupo Rh	Alelos		Características
	Homocigota	Heterocigota
Rh+ (positivo) Dominante	R R	R r	Aglutina los glóbulos rojos
Rh- (negativo) Recesivo	r r		No aglutina los glóbulos rojos

—  Cuando la sangre posee este antígeno se dice que es Rh ⁺, si no lo posee, se dice que es Rh-. El Rh ⁺ es dominante y el Rh^-  es recesivo.

Cuando el Rh^-  se expone al Rh⁺ produce anticuerpos D, los cuales provocan una reacción de aglutinación de los glóbulos rojos.

BENEFICIOS DE CONOCER ASPECTOS GENÉTICOS

•       Un beneficio de la genética ha sido en la realización de las pruebas de paternidad.

•       Conocer, prevenir y tratar enfermedades genéticas

•       Diferenciar algunas enfermedades ligadas al sexo

•       Caracterizar otros tipos de alteraciones genéticas

EJERCICIOS

1- SEGUN LAS OBSERVACIONES DE MENDEL, ¿ QUE EXPLICACION PODEMOS DAR AL SIGUIENTE FENOMENO?

- AL CRUZAR DOS PLANTAS DE ARVEJA ENANAS, SE OBSERVA QUE ENTRE LA DESCENDENCIA APARECEN ALGUNAS PLANTAS ALTAS.


RESPUESTA: OBSERVO EL FENOTIPO (FORMA QUE SE MUESTRA), SE DEFINE COMO LA APARIENCIA FISICA DE LA CARACTERISTICA ESTUDIADA. POR EJEMPLO: SEMILLA REDONDA, SEMILLA ARRUGADA, FLOR BLANCA, FLOR ROJA, PLANTA ALTA, PLANTA BAJA.


2-¿QUE ES UN NUCLEOTIDO? ¿COMO ESTA FORMADO? ¿DE QUE MOLECULA FORMA PARTE?

RESPUESTA:
NUCLEOTIDO. ES UNA MOLECULA ORGANICA FORMADA POR LA UNION COVALENTE DE UN MONOSACARIDO DE CINCO CARBONOS (PENTOSA), UNA BASE NITROGENADA Y UN GRUPO FOSFATO.
FORMA PARTE DE LOS ACIDOS NUCLEICOS (ADN Y ARN) EN LOS CUALES FORMAN CADENAS LINEALES.

3- ESCRIBA LA SECUENCIA COMPLEMENTARIA DE LA SIGUIENTE SECUENCIA DEL ADN:


ADN:  ATTCAGTACGCTAATCGG
ADN:  TAAGTCATGCGATTAGCC


4- LA CAPACIDAD DEL HOMBRE DE PLEGAR LA LENGUA A LO LARGO, ESTA REGULADO POR UN ALELO DOMINANTE AL QUE NOMBRAREMOS CON LA LETRA L. DETERMINE EL GENOTIPO Y FENOTIPO DE LAS DESCENDENCIAS DE LAS SIGUIENTES CRUZAS:

CASO LL X  Ll
--------------L  ---------------L ---------------
L  |                                 |
    |             LL                |        LL
--------------------------------------------------
     |                                |
l    |          Ll                   |         Ll



GENOTIPO
50% LL Y 50% Ll

FENOTIPO
100%  L

CASO  Ll  X Ll

--------------L  ---------------l ---------------
L  |                                 |
    |             LL                |        Ll
--------------------------------------------------
     |                                |
l    |          Ll                   |         ll

GENOTIPO
25% LL , 50% Ll y 25% ll

FENOTIPO
75%  L, 25% l

TRABAJO PRACTICO INTEGRADOR DE CIENCIAS NATURALES

5 COMPLETAR LOS SIGUIENTES CUADROS CON EL NOMBRE O LA FORMULA SEGÚN CORRESPONDA


K   O                                                                                                 S   O
   2                                                                                                             2
__________________                                                                 ______________
OXIDO DE POTASIO (+1)                                                       DIOXIDO DE AZUFRE (+4)
   |                                                                                                       |
   |                                                                                                       |
   |                                                                                                       |

K (OH)                                                                                           H  S  O
                                                                                                          2       3
HIDROXIDO DE POTASIO                                                       ACIDO SULFUROSO
_______________________                                                        __________________
                                               \                                                    /
                                                  \                                              /
                                                     \  __________________ /
                                                                      |
                                                                      |
                                                    K  (OH)       +  H  S O
                                                                               2      3
                                                 
                                                      __________________
                                                   /                                        \
                                                 /                                             \
                                              /                                                    \
______________________                                                            __________________
    K H S  O                                                                                                H  O
                  3                                                                                                  2

SULFITO ÁCIDO DE POTASIO                                                    AGUA



OTRO EJERCICIO ES DE LA SIGUIENTE MANERA

Au   O                                                                                                 N   O
      2    3                                                                                                 2     5
__________________                                                                 ______________
OXIDO AURICO (+3)                                                       OXIDO DE NITROGENO (+5)o
                                                                                             OXIDO NITRICO
   |                                                                                                       |
   | +H2O                                                                                            |+H2O
   |                                                                                                       |

Au (OH)                                                                                           H  N  O
              3                                                                                                      3
HIDROXIDO AURICO                                                         ACIDO NITRICO
_______________________                                                        __________________
                                               \                                                    /
                                                  \                                              /
                                                     \  __________________ /
                                                                      |
                                                                      |
                                                    Au  (OH)       +  H  N O
                                                                  3                     3
                                               
                                                      __________________
                                                   /                                        \
                                                 /                                             \
                                              /                                                    \
______________________                                                            __________________
    Au  ( N  O3 )                                                                                               H  O
                         3                                                                                                 2

NITRATO AURICO                                                                                   AGUA

FINES ECUACIONES QUIMICAS BALANCEADAS

EJERCICIOS

Dadas las siguientes ecuaciones quimicas no balanceadas:

1-  CaCO3  + H2SO4  --> CaSO4  + CO2  + H2O

2-  Na2CO3  + HCl     --> Na2O    +  H2O  + CO2

3-  MgCO3    + HCl    --> MgO  + H2O  +  CO2

CUAL CONVIENE UTILIZAR  PARA OBTENER LA MAX CANT DE CO2
PARTIENDO DE IGUALES MASAS DE REACTIVOS

BALANCEANDO LAS ECUACIONES


1- ESTA BALANCEADA

2- FALTA BALANCEAR

QUEDA:  Na2CO3    -->  Na2O  +    CO2
     
3- FALTA BALANCEAR

QUEDA: MgCO3 -->   MgO  + CO2

MASAS DE REACTIVOS DEPENDE DE LA MASA MOLAR DE REACTIVOS EN ECUACION


1-  CaCO3 (MASA MOLAR 40+12+3X16=              90 GRAMOS/MOL)
2-  Na2CO3 (MASA MOLAR 23X2+ 12 + 3X16 = 106 GRAMOS /MOL)
3-  MgCO3  (MASA MOLAR 24 + 12 + 3X16 =       84 GRAMOS/MOL)

EN TODOS LOS CASOS SE OBTIENE UN MOL DE CO2 ( 44 GRAMOS / MOL)

SI YO UTILIZO LA MISMA MASA DE REACTIVOS POR EJEMPLO 84 GRAMOS

VOY A OBTENER

 CaCO3      84 GRAMOS=  0.93 MOL-------------> 0.93 MOL CO2 =    41 GRAMOS
 Na2CO3    84 GRAMOS=  0.79 MOL-------------> 0.79 MOL CO2=    34.76  GRAMOS
 MgCO3     84 GRAMOS= 1 MOL----------------->  1 MOL      CO2=    84  GRAMOS


UTILIZAR LA 3 PARA OBTENER EL MEJOR RENDIMIENTO DE 
CO2

FINES QUIMICA QUIMICA INORGANICA

No olvides repasar y usar la tabla periódica.

Número de oxidación y valencia
La valencia de un átomo o elemento es el número que expresa la capacidad de combinarse con otros para
formar un compuesto. Es siempre un número positivo. El número de oxidación es un número entero que
representa el número de electrones que un átomo gana o pierde cuando forma un compuesto determinado.
Es positivo si el átomo pierde o comparte electrones con un átomo que tenga tendencia a captarlos y negativo si el átomo gana o comparte electrones con un átomo que tenga tendencia a cederlos.

La Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) en 1994 defina la valencia como: El máximo número de átomos univalentes (hidrógeno o cloro) que pueden combinarse con un átomo del elemento en

consideración.

FINES QUIMICA ESTEQUIOMETRIA

INTRODUCCION

Cuando Lavoisier, en 1789, estableció lo que hoy se conoce como ley de la conservación de la materia sentó las bases para la estequiometría que la podemos definir como el procedimiento químico-matemático por medio del cual se determinan las cantidades de reaccionantes y productos que intervienen en una reacción química. Su etimología viene del griego stoicheion que significa primer principio o elemento y metron que significa medida. 

La estequiometría es de gran importancia para los procesos químicos, lo que la hace una herramienta indispensable, pues nos permite realizar los cálculos necesarios para determinar la masa de cada una de las materias primas que deben mezclarse y reaccionar, para obtener una masa determinada de producto. Además, problemas tan diversos, como por ejemplo, la medición de la concentración de ozono en la atmósfera, el control de la lluvia ácida, la determinación del grado de contaminación de un río, la cuantificación de la clorofila de una planta, el análisis bromatológico de un fruto, etc., comprenden aspecto de la estequiometría.

ECUACION QUIMICA

Recordemos que los compuestos químicos se representan por medio de fórmulas en la que cada uno de los elementos constituyentes se indica mediante un símbolo, y el número de átomos de cada elemento con un subíndice numérico (entero), además, que las reacciones químicas ocurren por interacción mutua entre elementos y/o compuestos, que dan como producto otros elementos y/o compuestos; la representación de esos procesos es lo que llamamos ecuación química.
En la ecuación química se escriben los reaccionantes a la izquierda y los productos a la derecha separados por una flecha o el signo igual, afectados por coeficientes y subíndices numéricos, de acuerdo con la proporción en que entran a la reacción.
También se puede indicar las condiciones de la reacción, el estado físico tanto de  reaccionantes como de productos (se utilizan los símbolos (g), (l), (s), y (ac) para gas, líquido, sólido y solución acuosa, respectivamente) y la energía involucrada en el proceso. La flecha indica el sentido en que se efectúa la reacción.

EJEMPLOS DE ECUACIONES QUIMICAS

BALANCEO DE ECUACIONES QUIMICAS

Toda ecuación química que represente un proceso químico debe estar balanceada o ajustada, es decir, debe cumplir con la ley de la conservación de la materia: La masa total de los reaccionantes es igual a la masa total de los productos. Eso implica que el número total de átomos de un elemento A a la izquierda de la flecha deba ser igual al número total de átomos del elemento A a la derecha de la flecha. El balanceo puede efectuarse de varias formas: Por tanteo o error y ensayo, por el método algebraico y por oxidacción-reducción. En esta unidad describiremos los dos primeros.

Método de error y ensayo o tanteo. En este caso observamos si el número de átomos de un elemento a la izquierda es igual a la derecha de la flecha; si no lo es colocamos arbitrariamente coeficientes y volvemos a chequear; si siguen dando diferentes, colocamos otros coeficientes y chequeamos hasta que sean iguales. La operación se repite para cada elemento que participa en la reacción. En este proceso nunca se deben cambiar los subíndices, ya que al colocar un coeficiente antes de una fórmula solo cambia la cantidad y no la identidad de la sustancia. Recordemos que cuando el valor del coeficiente es uno, no se coloca ya que éste está implícito

EJEMPLO 1
Balancear las siguientes ecuaciones por el método de tanteo

Ahora notamos que hay ocho átomos de H a la izquierda y dos a la derecha de la flecha, entonces se busca un número que multiplicado por dos dé ocho, que como es lógico es cuatro, y se coloca como coeficiente del H2O para quedar así:

Balanceo por el método algebraico.
No toda ecuación se puede balancear fácilmente por el método de tanteo. En estos casos se puede usar el algebraico que consiste en colocar letras (diferentes a los símbolos de los elementos que participan en la reacción) como coeficientes tanto en los reactivos como en los productos, para plantear para cada elemento una ecuación algebraica teniendo en cuenta que los átomos de cada elemento a la izquierda debe ser igual a los átomos de cada elemento a la derecha. Después de ello se escoge una de las letras (coeficiente), la que proporcione la mayor respuesta a los otros coeficientes, para asignarle un valor numérico que es arbitrario y que permita solucionar el sistema de ecuaciones formado. El procedimiento se ilustra a continuación.

FINES - BIOLOGIA - GENETICA MENDELIANA Y NO MENDELIANA

GENETICA MENDELIANA

Los experimentos que realizó Mendel se diferencian de los de sus antecesores por la elección adecuada del material de estudio y por su método experimental. El organismo de estudio elegido por Mendel fue la arveja común Pisum sativum, fácil de obtener de los vendedores de semillas de su tiempo, en una amplia gama de formas y colores que a su vez eran fácilmente identificables y analizables.
La explicación se encuentra en que los individuos cruzados de la generación paterna (P) son homocigotes. La planta alta es Homocigote dominante (AA), mientras que la planta enana Homocigote recesiva (aa). El resultado del cruce genera heterocigotes (Aa), donde el alelo dominante (A) se expresa y el alelo recesivo (a) no se expresa en el fenotipo final.

La contribución de Mendel fue excepcional, sus innovaciones a la ciencia de la genética fueron:

1. desarrollar líneas puras (población que da sólo descendientes iguales para una determinada característica) 

2. contar sus resultados, establecer proporciones y realizar análisis estadísticos 

Primera Ley de Mendel: Ley de la Segregación 

Lo primero que realizó fueron cruzamientos entre plantas que diferían para sólo un carácter (cruzamiento monohíbrido).

DEFINICIONES QUE NOS AYUDAN

Fenotipo: literalmente significa “forma que se muestra” y se puede definir como la apariencia física de la característica estudiada. Ejemplos: semilla redonda, semilla arrugada; flor blanca, flor roja; planta alta, planta baja.

Dominante: Es dominante el alelo que se expresa a expensas del alelo alternativo. El fenotipo dominante es el que se expresa en la F1 de un cruzamiento entre dos líneas puras.
Recesivo: Es un alelo cuya expresión se suprime en presencia de un alelo dominante. El fenotipo recesivo es el que “desaparece” en la primera generación de un cruzamiento entre dos líneas puras y “reaparece” en la segunda generación.

CONCLUSIONES DE MENDEL
1. Los determinantes hereditarios son de naturaleza particulada. Estos determinantes son denominados en la actualidad genes.
2. En los individuos diploides cada individuo posee un par de estos determinantes o genes en cada célula para cada característica estudiada. Todos los descendientes de un cruzamiento de dos líneas puras (F1) tienen un alelo para el fenotipo dominante y uno para el fenotipo recesivo. Estos dos alelos forman el par de genes.
3. Un miembro del par de genes segrega en cada gameto, de manera que cada gameto lleva solamente un miembro del par de genes. El proceso de la Meiosis , un proceso desconocido en los días de Mendel, explica como se heredan los caracteres.

CONCEPTOS COMPLEMENTARIOS
Alelo: Es una forma alternativa de un par de genes dado. Por ejemplo planta alta y planta enana son los alelos relacionados con la altura de la planta de arveja utilizados por Mendel en sus cruzamientos.
Pueden existir más de dos formas alternativas de un gen, más de dos alelos, pero solamente dos se dan en un individuo diploide.
Par alélico: Es la combinación de dos alelos de un par de genes.
Homocigota: Es un individuo que solamente contiene un alelo del par. Ejemplo: DD es un homocigota dominante; dd es un homocigota recesivo; las líneas puras son homocigotas para el gen de interés.
Heterocigota: Un individuo heterocigota es aquél que contiene dos formas alternativas de un par de genes. Ejemplo: Dd
Genotipo: Es la combinación específica de alelos para cierto gen o set de genes.

Utilizando símbolos podemos describir el cruzamiento de plantas altas x plantas enanas de la siguiente manera:

En los cruzamientos de Mendel la segunda generación o F2 fue obtenida por autofecundación de las plantas de la F1. Esto puede describirse en una tabla denominada Tablero de Punnett.

El tablero de Punnett nos permite determinar las proporciones genotípicas esperadas.

También nos permite determinar las proporciones fenotípicas.

Proporciones Genotípicas de la F2: 1DD:2Dd:1dd
Proporciones Fenotípicas de la F2: 3 altas: 1 enana (3D_:1dd)

Primera Ley de Mendel o Ley de la Segregación: establece que durante la formación de los gametos cada alelo de un par se separa del otro miembro para determinar la constitución genética del gameto.

Confirmación de la hipótesis de la Primera Ley de Mendel:
Con las observaciones realizadas, Mendel pudo formular una hipótesis acerca de la segregación. Para probar esta hipótesis Mendel autofecundó las plantas de la F2. Si esta ley era correcta, él podía predecir los resultados y realmente fueron los esperados.

Hasta ahora toda la discusión se ha centrado en cruzamientos monohíbridos.
Cruzamiento monohíbrido: un cruzamiento entre padres que difieren en un sólo par de genes (generalmente AA o aa).

Monohíbrido: la descendencia de dos padres homocigotas para alelos alternativos de un par de genes. Los monohíbridos resultan útiles para describir la relación entre los alelos. Cuando un individuo es homocigota para un alelo mostrará el fenotipo para ese alelo. Es el fenotipo del heterocigota el que nos permite determinar la relación de los alelos (dominante o recesivo).

Dominancia: Habilidad de un alelo para expresar su fenotipo a expensas de un alelo alternativo. Es la forma principal de interacción entre alelos. Generalmente el alelo dominante formará un producto génico que el recesivo no puede producir. El alelo dominante se expresará siempre que esté presente.


Variaciones a la Primera Ley de Mendel:

 La verdadera prueba de cualquier teoría en Ciencias resulta de su habilidad para explicar los resultados que a primera vista parecen ser una clara excepción a la teoría. Pero, si la excepción puede ser explicada por la teoría luego la teoría es validada. Un ejemplo de la Genética que cuestionaba la primera Ley de Mendel era la relación entre dos alelos que no expresan una relación típica de dominancia y recesividad. Es decir
que la F1 no exhibe el fenotipo de ninguna de las líneas puras parentales. Este tipo de relación alélica fue denominada codominancia.

Codominancia: La relación entre dos alelos en la que ambos contribuyen al fenotipo del heterocigota se denomina codominancia.

Fenotipos de las líneas puras: flor roja o blanca
Cruzamiento Parental: Rojo x Blanco

F1: Se esperaría flores rojas o blancas en esta generación dependiendo de qué alelo fuera dominante. Pero las plantas de la F1 de este cruzamiento tenían flores rosadas.
Tal como se haría en cualquier experimento, se autofecundaron las plantas de la F1.
Los resultados obtenidos fueron:

F2: relación fenotípica ¼ Rojas: ½ Rosadas: ¼ Blancas

Alelos Múltiples: 
Temprano en la historia de la genética se demostró que es posible de que existan más de dos formas de un gen. A pesar de que un organismo diploide puede poseer solamente dos alelos de un gen (y un organismo haploide solamente uno), en una población pueden existir un número total bastante alto de alelos de un mismo gen.
Estos numerosos alelos se denominan alelos múltiples y forman toda una serie alélica.
El concepto de alelismo es crucial en genética de manera que se considerarán varios ejemplos. Los ejemplos mismos sirven para introducir áreas importantes de la investigación genética.

Ejemplo1: Grupos Sanguíneos AB0 en los seres humanos Los grupos sanguíneos AB0 están determinados por alelos múltiples tal como se muestra de forma muy simplificada en la siguiente tabla.

La serie alélica incluye tres genes mayores: los alelos i, IA, IB pero por supuesto cualquier individuo tiene solamente dos de estos alelos (o dos copias del mismo). En esta serie alélica IA e IB determinan respectivamente un antígeno único y el alelo i confiere la inhabilidad de producir antígeno. En los genotipos IA i e IB i los alelos IA e IB son totalmente dominantes pero son codominantes en el genotipo IA IB.-

Es decir
Los grupos sanguineos ABO están controlados por un gen gen con tres alelos que se nombran: alelo A, alelo B y alelo O.

El alelo A y el alelo B son dominantes respecto al alelo O que es recesivo. Los alelos A y B son codominantes, es decir que si una persona lleva los dos alelos A y B tendrá el grupo sanguineo AB.

 En la siguiente tabla, puedes ver los distintos genotipos y fenotipos en relación con este carácter

EN LA TABLA ANTERIOR LOS TITULOS DE LAS COLUMNAS DEBERÍAN SER:  GENOTIPO  Y LUEGO  FENOTIPO


EJEMPLO RESUELTO

FISICA - FUERZA PESO NEWTON

Hasta el momento, hemos hablado de fuerzas sin preocuparnos por su conceptualización.

Esta es nuestra próxima tarea.Si deseamos mover un objeto que se halla en reposo necesitaremos aplicar una fuerza. Si queremos frenarlo porque se encuentra en movimiento, también necesitaremos aplicar una fuerza. Esto nos permite decir que, en términos de Newton, una fuerza es aquello capaz de cambiar la velocidad de los objetos. Una fuerza puede mover una mesa inicialmente en reposo, detener un auto a gran

velocidad, deformar cuerpos de diferentes materiales como una esponja o una plastilina. Son las denominadas fuerzas por contacto. También una fuerza puede atraer un cuerpo hacia otro. El Sol atrae a la Tierra y un imán atrae a objetos de hierro, sin contacto directo entre los cuerpos. Son las llamadas fuerzas a distancia. Las fuerzas aplicadas sobre los cuerpos se ponen de manifiesto a través de los “efectos” que provocan sobre dichos cuerpos. Nunca nadie ha visto una fuerza.

Una fuerza es, en última instancia, una creación humana que permite explicar gran diversidad de fenómenos naturales.

Ya hemos logrado establecer el concepto de fuerza a partir de sus efectos. Ahora nos ocuparemos de cuantificar dichos efectos. La cuantificación y definición del concepto de fuerza, tal cual lo concocemos hoy, la debemos a Isaac Newton. Tras varios años de trabajo, logró relacionar y completar los conocimientos alcanzados por sus antecesores.

Una fuerza provoca cambios en el movimiento de un cuerpo. Si queremos duplicar la aceleración de un cuerpo, es necesario duplicar también la fuerza aplicada.

Existe una relación de proporcionalidad directa entre la fuerza y la aceleración. Intuitivamente sabemos que resulta más “fácil” empujar una silla que un auto. Si mantenemos la fuerza constante, cuanto menor sea la masa del cuerpo mayor será su aceleración, y viceversa. La aceleración resulta inversamente proporcional a la masa del cuerpo.

La unidad de fuerza se establece multiplicando la unidad de masa por la de aceleración.

Las unidades más utilizadas son:

TRABAJO O POTENCIA
Para simplificar consideraremos solamente los casos de movimientos rectilíneos y en la dirección de las fuerzas aplicadas (en cualquiera de los dos sentidos). Bajo estas condiciones, definiremos trabajo mecánico como el producto de la fuerza aplicada por la distancia recorrida. Matemáticamente lo expresamos como:

En el Sistema Internacional, la unidad de trabajo mecánico es el joule (J). Se realiza un trabajo de 1 J cuando se ejerce una fuerza de 1 N a lo largo de 1 m de longitud:

ejemplos de ejercicios:

TRABAJO O POTENCIA:

1-
PESO 20KG
ALTURA: 0.5 METROS
RESOLUCION:  (20 KG X 9.8 N/KG) X 0.5M= 98 J

2-
PESO 10KG
ALTURA: 1.5 METROS

RESOLUCION:  (10 KG X 9.8 N/KG) X 1.5M= 147  J

FISICA MOVIMIENTO, VELOCIDAD, ACELERACION

MOVIMIENTO Y VELOCIDAD
Podemos decir que un cuerpo en movimiento recorre una cierta distancia en un intervalo de tiempo determinado. Un automóvil en movimiento puede recorrer una determinada cantidad de kilómetros en una hora, mientras que un caracol puede recorrer una determinada cantidad de metros en una hora.
Tomemos el caso de dos automóviles: A y B que se mueven. Supongamos que el auto A recorrió 40 km en una hora, mientras que el auto B en una hora recorrió 60 km. ¿Cuál de los dos fue el más rápido?
La primera respuesta que se nos puede ocurrir es que el más veloz fue el auto B, porque logró recorrer una mayor distancia en el mismo tiempo que A. Sin embargo, hay un aspecto que se nos puede estar escapando. El auto A pudo estar detenido por media hora en medio de la ruta, sin que nosotros nos enteráramos. Finalmente, el auto A pudo haber sido el más veloz.
Para evitar este tipo de inconvenientes, los físicos definieron dos conceptos diferentes:

la rapidez media y la rapidez instantánea.

La rapidez media es una magnitud que nos permite comparar las relaciones entre las distancias recorridas y los tiempos empleados durante "todo" el viaje de un móvil sin tener en cuenta los detalles particulares del movimiento (aceleraciones, frenajes, detenciones). Sólo importa cuánta distancia total recorrió el móvil y cuánto tiempo total invirtió en realizarlo.

Formalmente, la rapidez media puede expresarse así:

rapidez media =distancia total recorrida /tiempo transcurrido
Simbólicamente:

En general, la unidad de velocidad es una unidad de longitud dividida por una unidad de tiempo: Km/h; milla/min; año luz/s, etc. En el Sistema Internacional es el metro por segundo: m/s (se escribe metro sobre segundo).

En el ejemplo anterior, diremos que la rapidez media del auto B es:

rm = 60 km/h (se lee: 60 kilómetros por hora)

ACELERACION:
Cuando un conductor de un automóvil intenta pasar a otro en la ruta, aprieta el acelerador para lograrlo en el menor tiempo posible. Los vehículos modernos se diseñan y fabrican buscando lograr mayores aceleraciones para ser más seguros técnicamente. En el lenguaje cotidiano, acelerar solamente significa aumentar el valor de la velocidad (rapidez).
En el lenguaje de la Física, "acelerar implica variar la velocidad". El vector velocidad de un móvil que se desplaza puede cambiar por tres causas: porque varía su rapidez, o bien su dirección o ambas cosas. En los tres casos, el móvil aceleró.
Además, el concepto físico de aceleración incluye tanto el aumento como la disminución de la rapidez, aunque en el último caso también se suele hablar de desaceleración.
Un niño en una calesita puede rotar con rapidez aproximadamente constante. Pero su velocidad cambia punto a punto de su trayectoria, ya que varía la dirección del vector velocidad. El niño está siendo acelerado. La fuerza que "siente" hacia fuera al girar rápidamente es una manifestación de esta aceleración. Lo mismo sucede al tomar una curva en un vehículo. Aunque la rapidez sea aproximadamente constante, "sentimos" una fuerza hacia fuera de la curva porque hay aceleración, como analizaremos detenidamente más adelante.

La magnitud que nos informa acerca del cambio del vector velocidad en un intervalo de tiempo se denomina vector aceleración media.
En movimientos rectilíneos, la magnitud que da cuenta del cambio de rapidez en un tiempo determinado se llama aceleración media y se puede expresar como:

El significado físico de la aceleración calculada es el siguiente: la rapidez de este móvil, durante el intervalo considerado, aumentó 2,5 m/s por cada segundo.-
EJERCICIO EJEMPLO
CALCULAR VELOCIDAD INICIAL SEGUN DATOS
ACELERACION: 3m/s
VELOCIDAD FINAL: 144 km/h
TIEMPO: 10 seg

CAIDA LIBRE

Si usted suelta un objeto, este caerá en dirección al centro de la Tierra.

CALCULO DE VELOCIDAD Y TIEMPO EN CAIDA LIBRE

La rapidez de un objeto en caída libre aumenta con el paso del tiempo, debido a la aceleración de la gravedad. La rapidez instantánea de un objeto que cae libremente puede expresarse matemáticamente como:

velocidad = g x tiempo

al mismo tiempo la distancia recorrida en la caida se calcula como;

                         2
d= (1/2 x g ) x t

otro ejemplo
1-calcular velocidad de llegada al suelo de
cuerpo a 8mts (altura)
2- tiempo que tardara?
RESOLUCION:

1-NECESITO CALCULAR EL TIEMPO PRIMERO

                              1/2
2- T= [(8mts x2)/g]                      entonces: 16mts/(9.81 m/s2)= 1.63 s2

                                                                                        1/2
                                                    siguiendo:   t= (1.63 s2)
                                                                      t= 1.28 segundos

luego si
1-                      
               v= g x t ,   v= 9.81 m/s2  x  1.28 segundos=12.56 m/seg

FISICA Y SUMA VECTORES - EJEMPLOS FUERZAS

SUMA DE VECTORES
Objetivos
1. Usar la mesa de fuerzas para equilibrar un punto mediante la aplicación de tres fuerzas concurrentes conocidas
2. Encontrar la resultante de estas fuerzas usando:
a. El método del polígono (método geométrico),
b. El método por componentes (método analítico), y
c. La ley de los cosenos (método trigonométrico)

Teoría
A diferencia de cantidades tales como el tiempo, la temperatura y la masa, que son escalares, las fuerzas son cantidades vectoriales. Para definirlas se necesita especificar su magnitud así como su dirección. Este carácter vectorial hace que la suma de las fuerzas se convierta en un proceso diferente al usado para sumar números o escalares. En este ejercicio de laboratorio se efectuará una suma vectorial de tres fuerzas concurrentes conocidas, usando tres métodos diferentes. En cada uno de estos métodos se representarán las fuerzas con flechas. Al dibujar las flechas, se hará de tal  forma que su longitud sea proporcional al valor de la fuerza, mientras que su orientación señalará la dirección.

Las fuerzas son el producto de la interacción entre los cuerpos. Cuando se ejerce una fuerza sobre un cuerpo es necesario saber cuál es la intensidad de la fuerza aplicada, pero también la dirección y el sentido. Es una magnitud vectorial. Muchas magnitudes físicas, en particular las fuerzas, se representan por vectores.
Un vector es un segmento orientado, similar a una flecha, que se caracteriza por tener:

Origen: Es el punto donde nace el vector. Uno de los extremos del segmento.

Dirección: Es la recta a la cual pertenece el vector.

Sentido: Indica hacia dónde apunta el vector.

Módulo o valor: Es la medida del vector (puede representarse en escala).

Método del polígono para sumar vectores
Este método es geométrico. Se describe a continuación mediante el siguiente ejemplo:
Ejemplo
Sean A = 10 N, B = 15 N y C = 5 N tres vectores tales que A apunta directamente hacia la derecha, B hacia arriba y C, 45º hacia abajo de la horizontal y hacia la izquierda. Note que cuando nos referimos solamente a la magnitud de los vectores los escribimos con trazo delgado. Se quiere representar estos vectores mediante flechas.

El primer paso consistirá en elegir una escala conveniente que permita convertir los néwtons a centímetros. Sean 2.5 N = 1 cm. Con esta escala, las longitudes de las flechas que representarán a los vectores A, B y C serán: longitud de A,

figura:  Las mismas fuerzas A, B y C, formando un polígono con la resultante R


La magnitud de la resultante se encuentra midiendo la longitud de R y convirtiéndola a newton. En este ejemplo la longitud medida es de 5.2 cm, lo que equivale a 13 N. Para determinar la dirección de R se mide con un transportador el ángulo entre A y R. Su valor es de 60º. Es evidente que el uso de este método requiere papel, lápiz, utensilios de geometría y habilidad para dibujar, medir y usar dichos utensilios
correctamente. El método es muy sencillo pero requiere la inversión de tiempo, y su precisión no es muy buena. En la siguiente sección veremos cómo sumar estos mismos vectores de una manera más fácil, precisa y rápida.

CONFIGURACION ELECTRONICA

Al referirnos a la configuración electrónica (o periódica)  estamos hablando de la descripción de la ubicación de los electrones en los distintos niveles (con subniveles y orbitales) de un determinado átomo.

Modelo atómico general.

Configurar significa "ordenar" o "acomodar", y electrónico deriva de "electrón"; así, configuración electrónica es la manera ordenada de repartir los electrones en los niveles y subniveles de energía.

Científicamente, diremos que es la representación del modelo atómico de Schrödinger o modelo de la mecánica cuántica. En esta representación se indican los niveles, subniveles y los orbitales que ocupan los electrones.

Debemos acotar que aunque el modelo de Schrödinger es exacto sólo para el átomo de hidrógeno, para otros átomos es aplicable el mismo modelo mediante aproximaciones muy buenas.

Para comprender (visualizar  o graficar) el mapa de configuración electrónica (o periódica) es necesario revisar los siguientes conceptos.

Los Números Cuánticos

En el contexto de la mecánica cuántica, en la descripción de un átomo se sustituye el concepto de órbita por el de orbital atómico. Un orbital atómico es la región del espacio alrededor del núcleo en el que la probabilidad de encontrar un electrón es máxima. 

Número cuántico principal (n).

La solución matemática de la ecuación de Schrödinger precisa de tres números cuánticos. Cada trío de valores de estos números describe un orbital. 

Número cuántico principal (n): puede tomar valores enteros (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) y coincide con el mismo número cuántico introducido por Bohr. Está relacionado con la distancia promedio del electrón al núcleo en un determinado orbital y, por tanto, con el tamaño de este e indica el nivel de energía.

Número cuántico secundario (l): Los niveles de energía, identificados con el número cuántico principal (n), poseen subniveles, los cuales se asocian, además, a la forma del orbital, y son identificados por el número cuántico secundario (l). Entonces, los valores del número cuántico secundario dependen del número cuántico principal "n".

Así, la cantidad de subniveles de energía que posea cada nivel principal está dada por la fórmula n – 1 (el valor del número cuántico principal menos uno).

Este número cuántico secundario (l) nos indica en que subnivel se encuentra el electrón, y toma valores desde 0 hasta (n - 1), recordando que n es el valor del número cuántico principal. Así, para cada nivel n, el número cuántico secundario (l) será:

 l = 0, 1, 2, 3,…,  n-1.

Ejemplo:

Si n = 1      (n – 1 = 0), entonces   l = 0 (en el nivel de energía 1 no hay subniveles de energía, y para efectos de comprensión se considera este nivel 1 como subnivel 0)

Si n = 2      (n -1 = 1), entonces    l = 0, 1. El nivel de energía 2 posee dos subniveles, identificados como 0 y 1

Si n = 3       (n – 1 = 2), entonces  l = 0, 1, 2. El nivel de energía 3 posee tres subniveles, identificados como 0, 1 y 2

Si n = 4       (n – 1 = 3), entonces  l = 0, 1, 2, 3. El nivel de energía 4 posee cuatro subnoiveles, identificados como 0, 1, 2 y 3

Si n = 5       (n – 1 = 4), entonces  l = 0, 1, 2, 3, 4. El nivel de energía 5 posee cinco subnoveles, identificados como 0, 1, 2, 3 y 4

También para efectos de comprensión, la comunidad científica ha aceptado que los números que representan los subniveles (0, 1, 2, y 3) sean reemplazados por las letras s, p, d y f, respectivamente, para representar los distintos tipos de orbitales.

Estas letras se optiene de la inicial de las palabras sharp (s), principal (p), difuso (d) y fundamental (f).

Cada subnivel, a su vez, posee distinta cantidad de orbitales, lo cual veremos más adelante.

Tipos de configuración electrónica

Para graficar la configuración electrónica existen cuatro modalidades, con mayor o menor complejidad de comprensión, que son:

Configuración estándar

Se representa la configuración electrónica que se obtiene usando elcuadro de las diagonales (una de sus formas gráficas se muestra en la imagen de la derecha).

Es importante recordar que los orbitales se van llenando en el orden en que aparecen, siguiendo esas diagonales, empezando siempre por el 1s.

Aplicando el mencionado cuadro de las diagonales la configuración electrónica estándar, para cualquier átomo, es la siguiente:

1s²    2s²    2p⁶    3s²    3p⁶    4s²    3d¹⁰    4p⁶    5s²    4d¹⁰    5p⁶    6s²    4f¹⁴    5d¹⁰    6p⁶    7s²    5f¹⁴    6d¹⁰    7p⁶

Más adelante explicaremos cómo se llega  este enjambre de números y letras que perturba inicialmente, pero que es de una simpleza sorprendente.

Configuración condensada

Los niveles que aparecen llenos en la configuración estándar se pueden representar con un gas noble (elemento del grupo VIII A,Tabla Periódica de los elementos), donde el número atómico del gas coincida con el número de electrones que llenaron el último nivel.

Los gases nobles son He, Ne, Ar, Kr, Xe y Rn.

Configuración desarrollada

Consiste en representar todos los electrones de un átomo empleando flechas para simbolizar el spin de cada uno. El llenado se realiza respetando el principio de exclusión de Pauli y la Regla de máxima multiplicidad de Hund.

Configuración semidesarrollada

Esta representación es una combinación entre la configuración condensada y la configuración desarrollada. En ella sólo se representan los electrones del último nivel de energía.

Niveles de energía o capas

Si repasamos o recordamos los diferentes modelos atómicos veremos que en esencia un átomo es parecido a un sistema planetario. El núcleo sería la estrella y los electrones serían los planetas que la circundan, girando eso sí (los electrones) en órbitas absolutamente no definidas, tanto que no se puede determinar ni el tiempo ni el lugar para ubicar un electrón (Principio de Incertidumbre de Heisenberg).

Los electrones tienen, al girar, distintos niveles de energía según la órbita (en el átomo se llama capa o nivel) que ocupen, más cercana o más lejana del núcleo. Entre más alejada del núcleo, mayor  nivel de energía en la órbita, por la tendencia a intercambiar o ceder electrones desde las capas más alejadas.

Entendido el tema de las capas, y sabiendo que cada una de ellas representa un nivel de energía en el átomo, diremos que:

1. Existen 7 niveles de energía o capas donde pueden situarse los electrones para girar alrededor del núcleo, numerados del 1, el más interno o más cercano al núcleo (el que tiene menor nivel de energía), al 7, el más externo o más alejado del núcleo (el que tiene mayor nivel de energía).

Estos niveles de energía corresponden al número cuántico principal (n) y además de numerarlos de 1 a 7, también se usan letras para denominarlos, partiendo con la K.  Así:   K =1, L = 2, M = 3, N = 4, O = 5, P = 6, Q = 7.

2. A su vez, cada nivel de energía o capa tiene sus electrones repartidos en distintos subniveles, que pueden ser de cuatro tipos: s, p, d, f.

Para determinar la configuración electrónica de un elemento sólo hay que saber cuantos electrones debemos acomodar y distribuir en los subniveles empezando con los de menor energía e ir llenando hasta que todos los electrones estén ubicados donde les corresponde. Recordemos que partiendo desde el subnivel s, hacia p, d o f se aumenta el nivel de energía.

3. En cada subnivel hay un número determinado de orbitales que pueden contener, como máximo, 2 electrones cada uno. Así, hay 1 orbital tipo s, 3 orbitales p, 5 orbitales d y 7 del tipo f. De esta forma el número máximo de electrones que admite cada subnivel es: 2 en el s; 6 en el p (2 electrones x 3 orbitales); 10 en el d (2 x 5); 14 en el f (2 x 7)..

La distribución de niveles, subniveles, orbitales y número de electrones posibles en ellos se resume, para las 4 primera capas, en la siguiente tabla:

Niveles de energía o capa (n)	1 (K)	2 (L)	3 (M)	4 (N)
Tipo de subniveles	s	s   p	s   p   d	s   p   d   f
Número de orbitales en cada subnivel	1	1   3	1   3   5	1   3   5   7
Denominación de los orbitales	1s	2s   2p	3s   3p   3d	4s   4p   4d   4f
Número máximo de electrones en los orbitales	2	2   -   6	2   -   6   -   10	2   -   6   -   10   -   14
Número máximo de electrones por nivel de energía o capa	2	8	18	32

La configuración electrónica de un átomo es la distribución de sus electrones en los distintos niveles, subniveles  y orbitales. Los electrones se van situando en los diferentes niveles y subniveles por orden de energía creciente (partiendo desde el más cercano al núcleo) hasta completarlos.

Recordemos que alrededor del núcleo puede haber un máximo de siete capas atómicas o niveles de energía donde giran los electrones, y cada capa tiene un número limitado de ellos.

La forma en que se completan los niveles, subniveles y orbitales está dada por la secuencia que se grafica en el esquema conocido como regla de las diagonales:

Es importante saber cuantos electrones existen en el nivel más externo de un átomo pues son los que intervienen en los enlaces con otros átomos para formar compuestos.