TEMA 4 LA MATERIA Y LOS MATERIALES 1-La materia ¿Qué tenemos en común el Sol, las estrellas, las nubes, las rocas del paisaje, los árboles e incluso nosotros mismos?
Todas las cosas que nos rodean, desde el aire que respiramos hasta los libros y cuadernos que utilizamos, tienen masa y ocupan un espacio o volumen. Por eso decimos que están formadas de materia. En cambio, la luz y el sonido no son materia porque no tienen ni masa ni volumen.
Las propiedades generales de la materia La masa y el volumen son características que posee toda la materia, por eso se denominan propiedades generales de la materia.
La masa Es la cantidad de materia que tiene un cuerpo. La masa se mide en kilogramos (kg) y gramos (g), y para calcularla se usa la balanza y la báscula.
El volumen Es el espacio que ocupa un cuerpo. El volumen se mide en litros (ℓ) y en mililitros (mℓ), y para calcularlo se utilizan recipientes graduados, como probetas o vasos medidores.
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Taller de ciencias Compara el volumen y la masa de dos cuerpos
Echa 200 mℓ de agua en una probeta e introduce en ella una bola de metal con cuidado. Observa que ahora el nivel del líquido ha aumentado hasta 250 mℓ. El volumen de la bola es la diferencia entre las dos medidas, es decir, 50 mℓ. Fabrica una bola de plastilina del mismo tamaño que la de metal y mide su volumen. También es 50 mℓ.
Volumen bola de hierro = 250 mℓ – 200 mℓ = 50 mℓ
Volumen bola de plastilina = 250 mL – 200 mℓ = 50 mℓ 2
Mide la masa de las bolas Ahora pon las bolas sobre la báscula y anota la masa de cada una. La bola de metal tiene mayor masa que la de plastilina. Al compararlas vemos que tienen el mismo volumen. Sin embargo, la bola de metal tiene más masa, es decir,
dos cuerpos con igual volumen pueden tener distinta masa.
La materia es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio, es decir, un volumen, y tiene una masa. Las propiedades generales de la materia son masa y volumen. Para medirlas se utilizan balanzas y probetas.
2-Las propiedades específicas de la materia Tanto el hierro como el vidrio o el papel son materia porque tienen masa y volumen, pero evidentemente son distintos. Cada tipo de materia tiene unas propiedades que lo diferencian del resto y que se llaman propiedades específicas. Algunas propiedades específicas son:
Dureza. La materia es dura cuando resulta difícil de rayar. Por ejemplo, el hierro es más duro que una tiza porque puede rayarla fácilmente. Fragilidad. La materia es frágil cuando se rompe con facilidad. Un palo de madera es más frágil que una barra de acero porque se rompe con mayor facilidad. Elasticidad. La materia es elástica si, después de aplicar una fuerza sobre ella, recupera su forma inicial. Así sucede, por ejemplo, con las gomas del pelo. Densidad. Es la relación entre la masa de un cuerpo y su volumen. Así, si dos bolas, una de metal y otra de plastilina, tienen el mismo volumen, pero la de metal tiene más masa, se dice que la bola de metal es más densa que la de plastilina.Cada tipo de materia tiene una densidad propia que la diferencia de otros tipos de materia.
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Taller de ciencias Comprueba las densidades de distintos materiales Coloca la misma cantidad de arena, agua y aceite en tres jarras medidoras iguales, de forma que el volumen de las tres sustancias sea el mismo. Ponlas en una báscula. ¿Tienen las tres la misma masa?
Mezcla parte del contenido de las jarras y déjalo reposar. ¿Qué ocurre? ¿Qué material va al fondo? ¿Por qué? ¿Cuál es el menos denso? Completa la siguiente oración con las palabras más o menos:
Para un mismo volumen de distintos materiales, el material que tiene más masa es el ●●● denso.
Taller de ciencias Experimenta con la densidad y la flotabilidad
Observa todos estos objetos. ¿Por qué unos flotan y otros se hunden? ¿De qué depende? La bola de corcho y la canica de metal tienen un volumen similar. Sin embargo, una flota y la otra no. La de metal se hunde porque el metal es más denso que el agua y la de corcho flota porque el corcho es menos denso que el agua.
¿Cómo podemos hacer que un cuerpo flote o se hunda? Variamos la forma del cuerpo.
Variamos la densidad del líquido.
Al cambiar la forma, la plastilina flota porque tiene aire en su interior, y su densidad es menor que la del agua. Al añadir sal hacemos que la densidad del agua aumente. Por eso el huevo flota.
Cada tipo de materia presenta unas propiedades específicas que la hacen diferente del resto. Un cuerpo se hunde si es más denso que el líquido en el que se encuentra y flota si es menos denso que ese líquido
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3- Fuerzas por todas partes Muchos objetos que te rodean se mueven, como las hojas de los árboles que caen en otoño, los coches que circulan… También podemos observar que algunos objetos se deforman, como cuando trabajamos con plastilina. Pero ¿qué hace que estos cambios ocurran? Observa la imagen. En ella se están produciendo cambios originados por las interacciones entre cuerpos, llamadas fuerzas.
1. El arquero ejerce una fuerza con los brazos para tensar el arco: la cuerda y el arco se deforman. 2. Al soltar la cuerda, la flecha sale disparada: estaba en reposo y se pone en movimiento. 3. La flecha rompe la manzana: la forma de la manzana cambia.
Efectos de las fuerzas Las fuerzas producen distintos efectos. Pueden cambiar el estado de movimiento de un objeto, deformarlo e incluso romperlo.
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Taller de ciencias Prepara un montaje como el de la imagen. Coloca los objetos sobre la mesa de forma que no se muevan. Después, introduce seis canicas dentro de la cajita.
El experimento consiste en introducir canicas en el vaso de plástico, analizar el movimiento del vaso y determinar sus causas. Plantea una hipótesis ¿Cuántas canicas habrá que colocar en el vaso para que se mueva la cajita? Comprueba y compara con tu hipótesis Introduce una a una canicas en el vaso. Anota el número de canicas que has tenido que colocar para que se
mueva la caja. En este caso, hemos colocado tres canicas. ¿Coincide con tu hipótesis? ¿Por qué?
Realiza estos montajes. Elabora una hipótesis para cada pregunta y comprueba.
Coloca varios lapiceros debajo de la cajita. ¿Necesitarás más o menos canicas que antes para mover el vaso? ¿Por qué? Sustituye la caja por un trozo de plastilina. ¿Qué ocurrirá al colocar canicas en el vaso? ¿Se moverá la plastilina o se deformará? ¿Por qué?
La fuerza es la interacción entre dos cuerpos. Permite modificar el movimiento de un objeto, deformarlo o romperlo.
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4- Los materiales Las propiedades específicas hacen que cada tipo de materia se utilice para unos usos y no para otros. Fíjate en estas personas. ¿Crees que los materiales que se han usado para elaborar los objetos que llevan son adecuados?
Propiedades de los materiales A las materias que utilizamos para fabricar objetos las llamamos materiales. Para saber qué material es más adecuado a cada uso nos fijamos en sus propiedades. Algunas de ellas son: Conductividad térmica
Cuando un material impide que se transmita el calor, se dice que es aislante. Si trasmite el calor se dice que el material es conductor. Opacidad o transparencia
Cuando un material impide que pase la luz, se dice que es opaco. Si deja pasar la luz es transparente.
Impermeabilidad
Cuando un material no permite que pase un líquido a través de él, se dice que es impermeable.
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Materiales en la arquitectura Para construir las paredes se utilizan materiales aislantes, como los tradicionales ladrillos de arcilla y otros más modernos. El hormigón forma una estructura muy resistente y se utiliza en cimientos y vigas, recubriendo una estructura metálica. Está compuesto de cemento, arena y agua. Para las ventanas se emplean grandes cristaleras transparentes que crean interiores luminosos. Para el revestimiento interior se usa madera aislante y cerámica fácil de limpiar. Las tuberías son de plástico, cobre y otros materiales impermeables.
Organiza tus idea Trabaja con el esquema Copia el esquema en tu cuaderno y añade un ejemplo de un material relacionado con cada una de las propiedades. Indica en qué apartado incluirías: materiales elásticos, materiales plásticos y materiales frágiles. Explica qué propiedades tiene cada uno de ellos. Completa el esquema en tu cuaderno con más ejemplos sobre los efectos provocados por las fuerzas en la materia. Copia la tabla y complétala con los materiales que ves en el dibujo de la pecera. Clasifícalos según floten o no en el agua.
Más denso que el Menos denso que el agua agua ●●● ●●●
Más denso que el Menos denso que el agua agua (no flotan) (flotan) Bolas de corcho Bolas de metal
Tacos de madera
Clavo de metal
Hoja Burbujas de aire
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