GUIA 3

PROBLEMAS

1.      COMO SE DEMUESTRA EL TEOREMA DE LA CONSERVACION DE ENERGIA EN LA VIDA COTIDIANA

El teorema de la conservación de la energía mecánica establece que el trabajo realizado sobre un cuerpo se invierte, exactamente, en aumentar algún tipo de energía.

Cuando en un sistema sólo hay fuerzas conservativas: la energía mecánica permanece constante. La energía cinética se transforma en energía potencial y viceversa. Puedes verlo aquí.

Cuando sobre un cuerpo actúan fuerzas no conservativas, como las de rozamiento, la energía mecánica ya no permanece constante.

La variación de la energía mecánica es precisamente el trabajo realizado por las fuerzas no conservativas.

DE mecánica = W realizado por las fuerzas no conservativas.

Es útil considerar que la conservación de energía mecánica como un proceso de contabilización en el que se lleva un recuento de lo que pasa de un sistema desde el principio hasta el final .supongamos que retira 1000 del banco luego paga 400en un pasaje  le quedarían 600 para gastar, los 400 ya se los gasto y no se pueden rembolsar pero  los debes tener encienta ,podemos decir que :

ENERGIA TOTAL INICIAL= ENERGIA TOTAL FINAL­­­ – PERDIDA DEBIDO A LA FRICCION

2.      COMO AFECTAN LAS TEMPERATURAS EXTREMAS ALTAS O BAJAS EN LA SALUD DE LOS SERES HUMANOS

Este fenómeno se refiere a los cambios de temperatura que se operan en el ambiente, que se manifiestan en el aire y en los cuerpos en forma de calor, en una gradación que fluctúa entre dos extremos que, convencionalmente, se denominan: caliente y frío.

Debemos entender por Temperatura extrema, la manifestación de temperatura más baja o más alta, producida con motivo de los cambios que se dan durante el transcurso de las estaciones del año o por situaciones especificas del trabajo.

Efectos en la salud por exposición de temperaturas extremas:

TEMPERATURAS ALTAS

La exposición excesiva a un ambiente caluroso puede ocasionar diferentes afecciones que es importante conocer para saber detectar precozmente los primeros síntomas, tanto en uno mismo, como en relación con otros compañeros de trabajo. Las afecciones más destacables son las siguientes:

GOLPE DE CALOR

Se produce cuando el sistema que controla la temperatura del cuerpo falla y la transpiración (única manera eficaz que tiene el cuerpo de eliminar el calor) se hace inadecuada.

·  La piel de los afectados estará muy caliente y, normalmente, seca, roja, o con manchas.

·  El afectado presentará síntomas de confusión y desorientación, pudiendo llegar a perder el conocimiento y sufrir convulsiones.

Medidas preventivas: ante la sospecha de la existencia de un golpe de calor es imprescindible ofrecer asistencia médica inmediata al afectado, debiendo procederse a su traslado urgente a un centro sanitario. Los primeros auxilios incluyen el traslado del afectado a un área fresca, soltar y humedecer su ropa con agua fría y abanicar intensamente a la victima para refrescarla.

AGOTAMIENTO POR CALOR

Resulta de la pérdida de grandes cantidades de líquido por la transpiración, acompañada, en ocasiones, de una pérdida excesiva de sal.

·  La piel del afectado estará húmeda y presentará un aspecto pálido o enrojecido.

El afectado continúa sudando pero siente una debilidad o un cansancio extremo, mareos, náuseas y dolor de cabeza, pudiendo llegar en los casos más graves, a la perdida de la consciencia.

TEMPERATURAS BAJAS

Cuando el cuerpo desciende de temperatura (hipotermia) existen múltiples mecanismos fisiológicos que se ponen en marcha para contrarrestarlo:

Vaso-constricción sanguínea.

Cierre de las glándulas sudoríparas.

Disminución de la circulación sanguínea periférica.

Transformación de lípidos almacenados: transformación química de grasas almacenadas a glúcidos de metabolización directa.

Encogimiento para presentar la mínima superficie de piel que esté en contacto con el exterior.

Hipotermia

Las consecuencias de la hipotermia son:

Malestar general.

Disminución de la habilidad manual por:

Reducción de la sensibilidad táctil.

Anquilosamiento de las articulaciones.

Comportamiento extravagante (hipotermia de la sangre que riega el cerebro).

Congelación de los miembros (los más afectados, las extremidades).

La muerte se produce por fallo cardíaco cuando la temperatura interior es inferior a 28 ºC.

MEDIDAD PREVENTIVAS

Realizar los trabajos al aire libre en la franja de mayor exposición solar.

Programar rotaciones en el desarrollo de tareas repetitivas limitando el tiempo de permanencia en condiciones frías.

Esta ropa ha de aislar del frío, proteger contra el viento y la lluvia, y eliminar parcialmente la transpiración.

Es mejor emplear varias capas de ropa ligera, que una capa gruesa de ropa, aunque esta última sea más fácil de cambiar en un momento determinado.

Es aconsejable consultar al Servicio Médico con el fin de detectar posibles disfunciones y especiales sensibilidades.

Es importante tener en cuenta las características personales de los trabajadores, prestando especial atención a las personas especialmente sensibles a los riesgos derivados del trabajo.

PREGUNTAS GENERADORAS

1.       CUAL ES LA EQUIVALENCIA ENTRE MASA Y ENERGIA

La relatividad especial postula una ecuación para la energía, la cual inexplicablemente llegó a ser la ecuación más famosa del planeta, E=mc². A esta ecuación también se la conoce como la equivalencia entre masa y energía.

En la relatividad, la energía y el momento de una partícula están relacionados mediante la ecuación:

Esta relación de energía-momento formulada en la relatividad nos permite observar la independencia del observador tanto de la energía como de la cantidad de momento. Para velocidades no relativistas, la energía puede ser aproximada mediante una expansión de una serie de Taylor así

Encontrando así la energía cinética de la mecánica de Newton. Lo que nos indica que esa mecánica no era más que un caso particular de la actual relatividad. El primer término de esta aproximación es lo que se conoce como la energía en reposo (energía potencial), ésta es la cantidad de energía que puede medir un observador en reposo de acuerdo con lo postulado por Einstein. Esta energía en reposo no causaba conflicto con lo establecido anteriormente por Newton, porque ésta es constante y además persiste la energía en movimiento. Einstein lo describió de esta manera:

Bajo esta teoría, la masa ya no es una magnitud inalterable pero sí una magnitud dependiente de (y asimismo, idéntica con) la cantidad de energía.

2.      COMO REGULA EL CALOR EL SER HUMANO.

El ser humano es un animal homeotermo que en condiciones fisiológicas normales mantiene una temperatura corporal constante y dentro de unos límites muy estrechos, entre 36,6 +/- 0,38ºC, a pesar de las amplias oscilaciones de la temperatura ambiental. Esta constante biológica se mantiene gracias a un equilibrio existente entre la producción de calor y las pérdidas del mismo y no tiene una cifra exacta. Existen variaciones individuales y puede experimentar cambios en relación al ejercicio, al ciclo menstrual, a los patrones de sueño y a la temperatura del medio ambiente. La temperatura axilar y bucal es la más influida por el medio ambiente, la rectal puede ser modificada por el metabolismo del colon y el retorno venosos de las extremidades inferiores y la timpánica por la temperatura del pabellón auricular y del conducto auditivo externo.

El mantenimiento de una temperatura corporal dentro de los límites anteriormente expuestos solo es posible por la capacidad que tiene el cuerpo para poner en marcha una serie de mecanismos que favorecen el equilibrio entre los que facilitan la producción de calor y los que consiguen la pérdida del mismo. Estos mecanismos se exponen a continuación.

Las principales fuentes de producción basal del calor son a través de la termogénesis tiroidea y la acción de la trifosfatasa de adenosina (ATPasa) de la bomba de sodio de todas las membranas corporales. La ingesta alimentaria incrementa el metabolismo oxidativo que se produce en condiciones basales. Estos mecanismos son obligados en parte, es decir, actúan con independencia de la temperatura ambiental, pero en determinadas circunstancias pueden actuar a demanda si las condiciones externas así lo exigen.

El calor del cuerpo se pierde por radiación, convección, conducción y evaporación y pueden explicarse de la manera siguiente.

RADIACION: perdida de calor por rayos infrarrojos  que son ondas electromagnéticas lo que hace que haya un cambio de energía entre el cuerpo y el medio.

CONVECCION: Es la transferencia de calor desde el cuerpo hasta las partículas de aire o agua que entran en contacto con él. Estas partículas se calientan al entrar en contacto con la superficie corporal y posteriormente, cuando la abandonan, su lugar es ocupado por otras más frías que a su vez son calentadas y así sucesivamente. 

CONDUCCION: Es la perdida de pequeñas cantidades de calor corporal al entrar en contacto directo la superficie del cuerpo con otros objetos más fríos como una silla, el suelo, una cama, etc.

EVAPORIZACION: Es la perdida de calor por evaporización del agua , en condiciones basales de no sudoración, el agua se evapora insensiblemente de la piel y los pulmones con una intensidad de 600 ml al día, provocando una pérdida continua de calor del orden de 12 a 16 calorías por hora. Sin embrago, cuando existe una sudoración profusa puede llegar a perderse más de un litro de agua cada hora.

El control de la temperatura corporal, que integra los diferentes mecanismos de producción y pérdida de calor con sus correspondientes procesos físicos y químicos, es una función del hipotálamo. En concreto, en la región pre óptica del hipotálamo anterior se ha situado al centro que regula el exceso de calor y en el hipotálamo posterior al centro de mantenimiento del calor que regula el exceso de frío y la pérdida de calor.

3.      COMO SE REGULA EL CALOR EN LOS ANIMALES

Las señales que activan los centro hipotalámicos reguladores de la temperatura provienen de dos orígenes, las células termo sensibles en el hipotálamo anterior y los receptores cutáneos de temperatura, los estímulos que activan las respuestas contra las altas temperaturas provienen principalmente de las células termo sensibles del hipotálamo.

La respuesta de producción de calor corporal al enfriamiento es modificada por las interacciones de los estímulos cutáneos y centrales.

Enroscarse haciéndose una bola es una reacción común al frío en los animales, el enroscamiento disminuye la superficie corporal expuesta al medio. 

El titiritar es una respuesta involuntaria de los músculos esqueléticos.

El incremento de la secreción de catecolaminas es una respuesta importante al frío.

La secreción de TSH es aumentada por el frío y disminuida por el calor.

Los ajustes termorreguladores tienen lugar a través de respuestas reflejas locales y repuestas reflejas mas generalizadas. Cuando los vasos sanguíneos cutáneos se enfrían, se hacen más sensibles a las catecolaminas, y las arteriolas y las vénulas se constriñen. Este efecto local del frío aleja la sangre de la piel. Las venas profundas (venas comitentes), van al lado de las arterias que riegan a las extremidades, y el calor es transferido de la sangre arterial caliente que va a las extremidades a la sangre venosa fría que viene de ellas. Esto mantiene frías a las puntas de las extremidades pero conserva el calor corporal.
ANIMALES Y TEMPERATURA

ESTABILIDAD DE LA Tº CORPORAL

En función a ella diferenciamos:

• Animales homeotermos: Mantienen estable su Tº corporal

• Animales poiquilotermos: Su Tº oscila en función de la Tºamb.

Hay poiquilotermos que pueden mantener su Tº bastante estable. Fisiológicamente es más correcto clasificar a los animales en función de la fuente de calor. Distinguimos:

• Animales endotermos: Producen calor por sus propios metabolismos. Este calor es el que mantiene su Tº corporal. Son aves y mamíferos. Un animal endotermo-homeotermo es aquel que es capaz de generar calor y mantener su Tº estable.

• Animales ectodermos: La fuente de calor es el exterior del animal.

• Animales heterotermos: Es un caso intermedio. Su fuente de calor es interna, pero no son capaces de mantener estable su Tº. Podemos diferenciar dos tipos:

· Heterotermos temporales: La variación de calor se produce a lo largo del tiempo.

· Heterotermos regionales: A lo largo de la estructura del organismo hay varias regiones con distinta temperatura.