1. Fundamentos de la Física y la Medición

La Física estudia los fenómenos que presenta la materia, la cual se modifica de forma pasajera alterando el aspecto de las propiedades de los cuerpos. Las ramas de la física incluyen la mecánica, termología, ondas, óptica y electromagnetismo.

Importancia de la Medición

  • Cantidad: Todo lo que es capaz de aumento o disminución.
  • Unidad: Cantidad que se toma como término de comparación.
  • Medir: Determinar una cantidad con su respectiva unidad.
  • Medición: Es un proceso por medio del cual asignamos un número a una propiedad física.

Conceptos de Dinámica y Gravedad

El peso es la fuerza de atracción que la Tierra ejerce sobre un objeto. La fuerza gravitacional depende de la distancia de un objeto respecto a otro. La caída libre es un movimiento uniformemente variado que hace referencia a un movimiento libre de obstáculos.

Valores de Gravedad (m/s²)

  • Sol: 274
  • Mercurio: 3.7
  • Venus: 8.87
  • Tierra: 9.807
  • Marte: 3.72
  • Júpiter: 24.79
  • Saturno: 10.44
  • Urano: 8.87
  • Neptuno: 11.15
  • Luna: 1.62

2. Astronomía y el Sistema Solar

El Planeta Tierra tiene un satélite natural y una gran biodiversidad. Las mareas son el cambio periódico del nivel del mar producido por la fuerza gravitatoria del Sol y la Luna.

El Sistema Solar es el sistema planetario que gira gravitacionalmente alrededor de un objeto astronómico, con cuerpos que orbitan directa o indirectamente. Los planetas son astros sin luz propia que giran alrededor de una estrella, mientras que los satélites son astros sin luz propia que giran alrededor de un planeta.

Dinámica Celeste

  • Fuerza centrípeta: Es el componente de la fuerza que actúa sobre un objeto en movimiento curvilíneo.
  • Órbitas elípticas: Trayectoria de un astro que gira en torno a otro describiendo una elipse.
  • Movimientos de la Tierra: Traslación, rotación y precesión.

El Sol es una estrella tipo G de la secuencia principal y clase de luminosidad V. El uso del telescopio permitió observar las estrellas y planetas; quien introdujo el uso del espectroscopio fue Robert Wilhelm Eberhard Bunsen.

Estrellas y Galaxias

Una estrella es una esfera de gas en estado de equilibrio hidrostático frente a la gravedad. El tiempo de formación depende de su masa; las estrellas grandes se denominan masivas. Las estrellas mueren cuando no se desarrolla su núcleo o comienzan a desprender su capa externa.

  • Magnitud absoluta: Cantidad de luz que emite una estrella (no cambia).
  • Magnitud aparente: Brillo observado que depende de la distancia.
  • Nebulosas: Estructuras en forma de nubes de gas y polvo.
  • Galaxias: Grupos de miles de millones de estrellas.
  • Vía Láctea: Nuestra galaxia espiral con dos brazos principales.

3. Fenómenos Atmosféricos y Materia

El cielo es el lugar por donde se mueven los astros. Las estrellas fugaces son pequeñas partículas cósmicas que entran a nuestra atmósfera, mientras que la lluvia de meteoritos es el fenómeno resultante de la penetración masiva de partículas. Las constelaciones son agrupaciones arbitrarias de estrellas.

Tipos de Órbitas y Cuerpos Menores

  • Órbitas: Geoestacionaria, elíptica, media y baja.
  • Luna: Cuerpo esférico cuya posición cambia respecto a la Tierra.
  • Cometas: Cuerpos formados por un núcleo de roca, polvo y gases.

Radiación y Elementos Químicos

  • Rayos Gamma: Ondas cortas de alta frecuencia.
  • Rayos X: Longitud de onda mayor a los gamma.
  • Rayos Cósmicos: Partículas de alta energía.
  • Carbono: Elemento no metálico fundamental para la vida.
  • Petróleo: Recurso no renovable, oscuro, compuesto por estados líquido, sólido y gaseoso.
  • Gas Natural: Compuesto por metano, etano, propano, butano, pentano e impurezas.
  • Lípidos: Sustancias de los seres vivos que se disuelven en solventes orgánicos.

Ciclo del Carbono y Cambio Climático

El carbono en la naturaleza es el principal componente estructural de las moléculas orgánicas. Es captado como dióxido de carbono y se mueve entre la atmósfera y el océano. El cambio climático es la variación global del clima terrestre debido a causas naturales y antropogénicas. Los combustibles fósiles proceden de la biomasa de eras pasadas.

4. Meteorología y Climatología

La Meteorología estudia los cambios en el tiempo atmosférico que afectan las capas cercanas a la superficie. El clima es el conjunto de condiciones atmosféricas de un lugar por periodos largos (décadas o siglos), mientras que el tiempo atmosférico es el estado momentáneo de la atmósfera.

Instrumentos Meteorológicos

  • Anemómetro: Mide la velocidad del viento.
  • Evaporímetro: Mide la evaporación del agua.
  • Veleta: Indica la dirección del viento.
  • Heliógrafo: Determina las horas de sol.
  • Termómetro: Mide la temperatura del aire.
  • Psicrómetro: Mide la humedad relativa.
  • Solarímetro: Mide la radiación solar.
  • Pluviómetro: Mide la precipitación (lluvia, granizo, nieve).
  • Barómetro: Mide la presión atmosférica.

Dinámica Oceánica y Fenómenos Climáticos

Las corrientes oceánicas se deben a la rotación terrestre, vientos y calentamiento solar. El efecto Coriolis influye en el movimiento de los fluidos en un cuerpo en rotación.

  • Corriente de Humboldt: Corriente fría que fluye hacia el norte (Chile, Perú, Ecuador), intensa entre julio y septiembre.
  • Corriente de El Niño: Corriente cálida que aparece en diciembre en Ecuador y Perú, extendiéndose hasta abril.
  • Fenómeno de La Niña: Caracterizado por una fuerte temporada seca.

5. Biomas y Biodiversidad

Un bioma es una división ecológica con comunidades de plantas específicas. Se dividen en acuáticos (marinos y continentales) y terrestres.

Tipos de Biomas Terrestres

  • Tundra: Altas latitudes (Siberia).
  • Taiga: Hemisferio norte, latitud menor a la tundra.
  • Bosques: Ecosistemas de árboles clasificados por vegetación y clima.
  • Selva Húmeda: Ubicada sobre la línea ecuatorial.
  • Sabana: Suelos a veces poco fértiles (ej. Africana y Sudamericana).
  • Pradera: Vegetación dominante de gramíneas.
  • Desierto: Zonas áridas con temperaturas extremas (0°C a 40°C).

Biodiversidad en el Ecuador

Ecuador es uno de los 17 países megadiversos. Su riqueza incluye:

  • Flora: 1,300 helechos, 4,300 orquídeas, 137 palmas.
  • Fauna: 4,000 mariposas, 951 peces de agua dulce, 527 anfibios, 1,656 aves, 403 mamíferos.

Regiones Naturales

  1. Insular (Galápagos): 13 islas grandes y 47 islotes de origen volcánico.
  2. Sierra: Cordillera de los Andes.
  3. Litoral: Entre el Pacífico y los Andes (manglares, bosques secos).
  4. Amazónica: Mayor diversidad de flora y fauna.

Ecosistemas Específicos

  • Bosques Montanos: Bosques nublados entre el páramo y la selva.
  • Manglares: Transición entre agua dulce y salada.
  • Bosque Húmedo del Chocó: Zona noroccidental, de las más lluviosas del mundo.

Unidades Fundamentales de Medida (SI)

  • Longitud: Metro (m)
  • Masa: Kilogramo (kg)
  • Tiempo: Segundo (s)
  • Intensidad de corriente eléctrica: Ampere (A)
  • Temperatura termodinámica: Kelvin (K)
  • Intensidad lumínica: Candela (cd)
  • Cantidad de sustancia: Mol (mol)