Fuerza y energía · Dossier ECEP Básica Ciencias - Francisco Javier Núñez Valenzuela

Subdominio 4.1 · Fuerza y movimiento

Qué es una fuerza y cómo cambia el movimiento

La prueba rara vez pide una definición "de memoria". Te muestra una situación —un cuerpo que cae, un objeto sobre una mesa, un astronauta en la Luna, un experimento de aula— y te pide aplicar el concepto correcto: distinguir masa de peso, explicar por qué dos cuerpos caen distinto, o identificar qué fuerza actúa. Aquí no memorizamos fórmulas sueltas: entendemos el fenómeno con diagramas, que es lo que permite responder bien aunque cambien los números. La regla que ordena casi todo: separa siempre lo que es propio del cuerpo (su masa) de lo que depende del entorno (su peso, la resistencia del aire).

4.1

Peso, masa y gravedad: el peso cambia, la masa no

Desde cero

Es la confusión más explotada por la prueba, así que conviene fijarla con cuidado: masa y peso no son lo mismo.

Masa: la cantidad de materia que tiene un cuerpo. Se mide en kilogramos (kg) y no cambia aunque lleves el cuerpo a la Luna, a Marte o al espacio: la materia que lo forma sigue siendo la misma.
Peso: la fuerza con que la gravedad atrae al cuerpo hacia el centro del planeta. Es una fuerza, se mide en newton (N) y sí cambia según dónde estés, porque cada astro tiene su propia gravedad.

La relación que conecta ambos: $peso = masa \times gravedad$. La masa es del cuerpo (constante); la gravedad es del lugar (variable); el peso es el resultado de multiplicarlas, así que el peso varía con el lugar.

Por qué pesas distinto en cada planeta

Cada planeta tiene su propia gravedad, que depende sobre todo de su masa: mientras más masa tiene el astro, con más fuerza atrae y mayor es la gravedad en su superficie. Por eso un mismo cuerpo —con su masa intacta— pesa distinto en cada lugar. En la Luna, que tiene poca masa, la gravedad es cerca de seis veces menor que en la Tierra, así que ahí pesarías unas seis veces menos (de ahí los saltos de los astronautas). En Júpiter, gigantesco, pesarías mucho más.

El Sol y los ocho planetas: cada uno con distinta masa y, por lo tanto, distinta gravedad — **Figura 1.** Cada planeta tiene una masa distinta y, por eso, una gravedad distinta: un mismo cuerpo conserva su masa, pero **pesa diferente** en cada uno.

Figura 2. Un cuerpo de 10 kg de masa conserva su masa en todas partes, pero su peso sube o baja según la gravedad del astro (valores aproximados). Masa constante, peso variable.

Errores típicos (que la prueba aprovecha)

"En la Luna el cuerpo tiene menos masa" → no: tiene la misma masa; lo que disminuye es el peso, porque la gravedad lunar es menor.
"Masa y peso son sinónimos / se miden igual" → no: la masa va en kg (cantidad de materia); el peso es una fuerza, va en newton.
"En el espacio el cuerpo no tiene masa porque flota" → no: sigue teniendo masa; flota porque ahí el peso es prácticamente nulo (no hay un astro cercano que lo atraiga).

Auto-chequeo Un astronauta lleva una herramienta de 3 kg desde la Tierra a la Luna. ¿Qué le pasa a su masa y qué le pasa a su peso?

La masa sigue siendo 3 kg (la materia de la herramienta no cambia). El peso disminuye (en la Luna, a unas seis veces menos), porque la gravedad lunar es mucho menor que la terrestre y $peso = masa \times gravedad$.

Pregunta tipo ECEP

Una docente de 7° básico aborda el OA sobre la diferencia entre masa y peso. Un estudiante afirma: "si llevo una pelota de 2 kg a la Luna, allá pesará menos y también tendrá menos masa, porque allá todo es más liviano". ¿Cuál es la intervención más pertinente para que reconstruya el concepto?

A) Aceptar su idea, porque en la Luna efectivamente todos los objetos se sienten más livianos y se observa que flotan.
B) Guiarlo a distinguir, sobre una balanza y la fórmula $peso=masa\times gravedad$, qué dato es del cuerpo y cuál del lugar.
C) Indicarle que está equivocado y dictarle al curso las definiciones de masa y peso para que las copien en el cuaderno.
D) Cambiar de tema, pues el concepto de gravedad lunar es demasiado abstracto para estudiantes de ese nivel y los confunde.

Correcta: B. El estudiante mezcla dos cantidades distintas; B lo lleva a separar lo que es del cuerpo (la masa, constante) de lo que es del lugar (la gravedad, que cambia el peso) razonando sobre la propia fórmula. A valida el error: engaña porque la observación ("se sienten livianos") parece confirmar que "hay menos masa", cuando lo que baja es el peso. C corrige por imposición y copia, sin que el estudiante reconstruya por qué la masa no cambia. D evade un contenido que es justamente el del OA.

Pregunta tipo ECEP

Un mismo cuerpo se lleva a cuatro lugares: la Tierra, la Luna, Marte y Júpiter. ¿En cuál de las siguientes afirmaciones se describe correctamente qué le ocurre a su masa y a su peso al cambiar de astro?

A) Tanto su masa como su peso cambian en cada astro, porque ambos dependen de la gravedad del lugar donde se encuentre el cuerpo.
B) Su peso permanece constante en los cuatro lugares, pero su masa varía según la cantidad de gravedad que tenga cada astro.
C) Ni su masa ni su peso cambian, porque son propiedades fijas del cuerpo que no se ven afectadas por el astro en que esté.
D) Su masa se mantiene igual en los cuatro lugares, mientras que su peso cambia porque la gravedad es distinta en cada astro.

Correcta: D. La masa (cantidad de materia) es propia del cuerpo y no cambia; el peso sí cambia, porque $peso=masa\times gravedad$ y la gravedad es distinta en cada astro. A confunde masa con peso al hacer depender ambos de la gravedad. B invierte los roles: deja fijo el peso y hace variar la masa, justo al revés. C engaña porque la masa sí es fija, pero olvida que el peso depende del lugar y por lo tanto varía.

4.1

Caída libre y resistencia del aire: no cae más rápido lo más pesado

Desde cero

La intuición dice: "lo más pesado cae más rápido". Es una de las preconcepciones más resistentes de la física, y es falsa. Si dejas caer una pluma y una piedra, la piedra llega primero, pero no por su peso: la diferencia la hace la resistencia del aire (el roce del aire frenando al cuerpo). La pluma, con mucha superficie y poca masa, es frenada muchísimo por el aire; la piedra, casi nada.

La prueba sin aire

Si quitas el aire (en un tubo al vacío, o en la Luna, que casi no tiene atmósfera), la pluma y la piedra caen exactamente igual de rápido y llegan al mismo tiempo. Este experimento —hecho de verdad por un astronauta en la Luna con un martillo y una pluma— demuestra que el peso no determina la rapidez de caída: lo que hacía la diferencia en la Tierra era el aire, no el peso.

Figura 3. Con aire, la resistencia del aire frena más a la pluma (cae despacio) que a la piedra. Sin aire, ambas caen igual: el peso no determina la rapidez de caída.

Cuidado con el concepto que se pregunta

La prueba a veces lo plantea con precisión: la diferencia de rapidez al caer "se debe a la resistencia del aire y no al peso". Y separa fuerza de velocidad: la fuerza (como el peso o la resistencia del aire) es una magnitud vectorial —tiene dirección, sentido y un punto de aplicación sobre el cuerpo—, mientras que aquí lo que cambia entre la pluma y la piedra es su movimiento. No confundas "qué fuerza actúa" con "qué tan rápido va".

Auto-chequeo En la Luna, un astronauta suelta a la vez un martillo pesado y una pluma liviana desde la misma altura. ¿Cuál llega primero al suelo y por qué?

Llegan al mismo tiempo. En la Luna casi no hay aire, así que no hay resistencia del aire que frene a la pluma. Como el peso no determina la rapidez de caída, ambos caen igual de rápido. (En la Tierra la piedra llegaría antes, pero por el aire, no por su peso.)

Pregunta tipo ECEP

En una clase de 6° básico, varios estudiantes sostienen que "una pelota de fierro cae más rápido que una de plumavit porque pesa más". El docente quiere que el curso reconstruya la idea correcta a partir de evidencia. ¿Cuál de las siguientes actividades es la más pertinente?

A) Dictar la frase "todos los cuerpos caen igual" y pedir que la copien tres veces para que la memoricen bien.
B) Dejar caer juntas una hoja extendida y la misma hoja hecha bolita, ver que la bolita cae antes y discutir por qué.
C) Mostrar un video de objetos cayendo y luego aplicar de inmediato una prueba escrita de selección múltiple sobre él.
D) Pedir que investiguen en internet "por qué caen los objetos" y presenten un afiche con imágenes para decorar la sala.

Correcta: B. La hoja extendida y la bolita tienen el mismo peso, pero caen distinto: la única diferencia es la resistencia del aire (la hoja extendida ofrece más superficie). Con esa evidencia el estudiante descarta el peso como causa y aísla el verdadero factor. A entrega la conclusión servida para memorizar, sin confrontar la idea previa. C engaña porque "ver ciencia" parece activo, pero es exposición pasiva más prueba: no pone a prueba la preconcepción. D confunde la indagación con una búsqueda y una tarea plástica ajena al fenómeno.

Pregunta tipo ECEP

Al estudiar cuerpos que caen, conviene distinguir fuerza de velocidad: la diferencia de rapidez al caer se debe a la resistencia del aire y no al peso. ¿En qué se diferencia el concepto de fuerza del de velocidad?

A) La fuerza tiene una magnitud que se puede medir, mientras que la velocidad carece por completo de magnitud o valor numérico.
B) La fuerza no puede representarse mediante un vector con flecha, a diferencia de la velocidad, que sí se dibuja como vector.
C) La fuerza posee un punto de aplicación sobre el cuerpo, un elemento que no forma parte de la velocidad.
D) La fuerza posee un ángulo de inclinación fijo que la velocidad, por ser escalar, nunca puede llegar a tener.

Correcta: C. La fuerza es una magnitud vectorial que se aplica en un punto del cuerpo (su punto de aplicación), rasgo que la velocidad no comparte. A es falsa: la velocidad sí tiene magnitud (su rapidez). B también es falsa: ambas son vectoriales y se representan con flechas. D confunde: la velocidad no es escalar (es vectorial), y "ángulo de inclinación fijo" no es lo que distingue a una fuerza.

4.1

Tipos de fuerza y su efecto sobre los cuerpos

Desde cero

Una fuerza es una acción que puede cambiar el movimiento de un cuerpo (ponerlo en marcha, frenarlo, desviarlo) o deformarlo. Sobre un mismo cuerpo suelen actuar varias fuerzas a la vez; lo que finalmente decide qué pasa es la fuerza neta (la suma de todas). El temario pide reconocer estas fuerzas y su efecto:

Peso: la atracción de la gravedad hacia el centro del planeta. Siempre apunta hacia abajo.
Normal: la fuerza que una superficie ejerce hacia arriba sobre el cuerpo apoyado en ella (la mesa "empuja" el libro hacia arriba y por eso no se hunde).
Roce (o fricción): se opone al movimiento entre dos superficies en contacto; frena al cuerpo o impide que parta. Por el roce un libro empujado termina deteniéndose.
Tensión: la fuerza que transmite una cuerda, hilo o cable estirado (lo que "tira" cuando cuelgas algo de una soga).
Empuje: la fuerza hacia arriba que ejerce un líquido o un gas sobre un cuerpo sumergido (por eso un corcho flota y nos sentimos livianos en el agua).
Elástica: la que ejerce un cuerpo deformado al recuperar su forma (un resorte o un elástico estirado que vuelve y empuja).
Fuerza neta: el resultado de sumar todas las fuerzas. Si las fuerzas se equilibran, la neta es cero y el cuerpo no cambia su movimiento; si no, el cuerpo acelera en el sentido de la neta.

Un diagrama de fuerzas: el libro sobre la mesa

Dibujar las fuerzas como flechas (vectores) que salen del cuerpo ayuda a ver qué actúa. Un libro quieto sobre una mesa, al que además empujamos hacia un lado, tiene cuatro fuerzas. Que esté quieto en vertical significa que peso y normal se equilibran (neta vertical = 0).

Figura 4. Diagrama de fuerzas: el peso (↓) y la normal (↑) se equilibran; la mano empuja hacia un lado y el roce se opone al movimiento. La fuerza neta resulta de sumar todas.

Errores típicos

"Si el cuerpo está quieto, no actúa ninguna fuerza" → no: pueden actuar varias, pero equilibradas (neta = 0). El libro quieto tiene peso y normal a la vez.
"El roce siempre es malo / siempre frena todo" → el roce se opone al movimiento, pero gracias a él podemos caminar y los autos frenan; no es "bueno" ni "malo".
"Empuje y normal son lo mismo" → no: la normal la da una superficie sólida; el empuje lo da un fluido (líquido o gas) sobre un cuerpo sumergido.

Auto-chequeo Una lámpara cuelga inmóvil del techo sujeta por un cable. ¿Qué dos fuerzas actúan sobre ella y por qué no cae?

El peso (hacia abajo, por la gravedad) y la tensión del cable (hacia arriba). No cae porque ambas se equilibran: la fuerza neta es cero, así que la lámpara no cambia su movimiento (sigue quieta).

Pregunta tipo ECEP

Una docente de 7° básico trabaja el OA "identificar las fuerzas que actúan sobre un cuerpo". Empuja un cuaderno sobre la mesa y este se desliza, frena solo y se detiene. Pregunta al curso qué fuerza explica que el cuaderno se detenga. ¿Cuál es la respuesta correcta y por qué fallan las otras?

A) El roce entre el cuaderno y la mesa, que se opone al movimiento y lo va frenando hasta detenerlo por completo.
B) El peso del cuaderno, que al apuntar hacia abajo lo empuja contra la mesa y por eso lo detiene en su avance.
C) La fuerza normal de la mesa, que apunta hacia arriba y se encarga directamente de frenar el avance horizontal.
D) La tensión de la mesa sobre el cuaderno, que tira de él hacia atrás como lo haría una cuerda estirada.

Correcta: A. Lo que frena un cuerpo que se desliza es el roce, que actúa en la dirección del movimiento pero en sentido contrario, oponiéndose hasta detenerlo. B confunde: el peso apunta hacia abajo (vertical), no frena el avance horizontal; engaña porque "empuja contra la mesa" suena a que estorba. C también es vertical: la normal sostiene al cuaderno contra la mesa, no lo frena de costado. D inventa una tensión: no hay cuerda ni hilo; la tensión es una fuerza propia de cuerdas o cables.

Pregunta tipo ECEP

Una docente de 8° básico muestra un corcho que, al soltarlo bajo el agua, sube y flota en la superficie. Pregunta al curso qué fuerza, dirigida hacia arriba, explica que el corcho flote en lugar de hundirse. ¿Cuál es la respuesta correcta?

A) La fuerza de roce del agua, que se opone al movimiento del corcho y por eso lo mantiene quieto sobre la superficie.
B) La fuerza normal del agua, que es la misma que ejerce una mesa sólida sobre cualquier objeto apoyado encima de ella.
C) La fuerza elástica del agua, que se deforma al paso del corcho y luego lo devuelve hacia arriba como un resorte.
D) La fuerza de empuje del agua, que es la fuerza hacia arriba que un líquido ejerce sobre un cuerpo sumergido en él.

Correcta: D. El empuje es precisamente la fuerza hacia arriba que un fluido (líquido o gas) ejerce sobre un cuerpo sumergido; cuando supera al peso, el cuerpo flota. A confunde con el roce, que se opone al movimiento entre superficies, no hace flotar. B usa "normal", que la ejerce una superficie sólida, no un líquido. C inventa una "fuerza elástica del agua": la elástica la dan cuerpos que recuperan su forma, como un resorte, no el agua.

Subdominio 4.2 · Energía

Calor, transformaciones y electricidad

La segunda mitad del dominio. Aquí la prueba mezcla a propósito términos parecidos —calor y temperatura, corriente, electricidad e intensidad, serie y paralelo— y premia a quien los distingue con precisión. El hilo conductor es la energía: una sola cosa que se transforma de una forma a otra (química, eléctrica, calórica, cinética, lumínica) sin crearse ni destruirse. Si dominas qué se transforma en qué y qué diferencia a cada par de conceptos confundibles, respondes la mayoría de los casos de esta sección.

4.2

Calor y temperatura no son lo mismo

Desde cero

En el lenguaje cotidiano usamos "calor" y "temperatura" como sinónimos, pero en ciencias son cosas distintas, y esa diferencia es preguntable:

Temperatura: mide qué tan agitadas están las partículas de un cuerpo (su "nivel" de energía por partícula). Se mide con termómetro, en grados Celsius (°C). No depende de cuánta materia haya.
Calor: es energía que se transfiere de un cuerpo más caliente a uno más frío. Es un flujo de energía; sí depende de la cantidad de materia (masa) del cuerpo.

La clave: la temperatura no depende de la masa, pero el calor sí. Por eso una piscina a 30 °C y una taza de té a 30 °C están a la misma temperatura, pero la piscina contiene muchísima más energía calórica (tiene muchísima más agua).

Figura 5. La temperatura (30 °C) es igual en la taza y en la olla, pero la olla tiene mucha más energía calórica: la temperatura no depende de la masa, el calor sí.

Absorber y liberar calor en la vida diaria

El calor siempre fluye del cuerpo más caliente al más frío hasta igualar temperaturas. Reconocer quién absorbe y quién libera calor es típico de la prueba:

Un cubo de hielo en un vaso de jugo: el hielo absorbe calor del jugo (y por eso se derrite); el jugo libera calor (y se enfría).
Una sopa caliente sobre la mesa: la sopa libera calor al aire de la sala (se entibia); el aire cercano lo absorbe.
Una cuchara metálica en un té caliente: la cuchara absorbe calor del té y se calienta; el té libera un poco.

Errores típicos

"El calor de un cuerpo solo depende de su temperatura" → no: depende también de la masa; más materia a igual temperatura guarda más calor.
"El frío se mete en las cosas" → no existe un "flujo de frío": lo que ocurre es que el calor sale del cuerpo más caliente hacia el más frío.
"Calentar el doble de agua hasta la misma temperatura cuesta lo mismo" → no: se necesita el doble de calor, porque hay el doble de masa.

Auto-chequeo Dos ollas tienen agua a 80 °C, pero una contiene 1 litro y la otra 4 litros. ¿Están a la misma temperatura? ¿Cuál tiene más calor?

Sí, están a la misma temperatura (80 °C en ambas), porque la temperatura no depende de la masa. Pero la olla de 4 litros tiene más calor (más energía calórica), porque tiene cuatro veces más masa de agua a esa misma temperatura.

Pregunta tipo ECEP

En una clase de 7° básico se calientan dos recipientes con agua a 1 atm: el recipiente A tiene el doble de masa de agua que el B y, al final, ambos llegan a la misma temperatura. ¿Cuál opción explica correctamente lo ocurrido en A respecto de B?

A) Se le aplicó la misma temperatura que a B para que aumentara su calor, ya que la temperatura depende de la masa del cuerpo.
B) Se le transfirió el doble de calor para alcanzar la misma temperatura que B, ya que el calor transferido depende de la masa del cuerpo.
C) Se le transfirió la misma cantidad de calor que a B, ya que para igualar la temperatura no influye cuánta masa de agua haya en cada recipiente.
D) Se le transfirió la mitad del calor que a B, porque al tener más masa el agua de A se calienta sola y necesita menos energía.

Correcta: B. Para llevar el doble de masa a la misma temperatura hay que entregar el doble de calor, porque el calor necesario depende de la masa (la temperatura final, no). A confunde calor con temperatura y afirma falsamente que "la temperatura depende de la masa". C ignora la masa: engaña porque la temperatura final es igual, pero el calor para llegar ahí no. D invierte la relación: más masa exige más calor, no menos.

Pregunta tipo ECEP

Una docente de 7° básico pide describir el flujo de calor cuando se pone un cubo de hielo dentro de un vaso de jugo a temperatura ambiente. ¿Cuál de las siguientes descripciones es correcta?

A) El frío del hielo se traslada hacia el jugo y lo enfría; ese movimiento de frío es lo que hace bajar la temperatura del vaso.
B) El hielo libera calor hacia el jugo y por eso se derrite, mientras el jugo, que estaba más frío, absorbe ese calor y se calienta.
C) El jugo, más caliente, libera calor hacia el hielo, más frío; el hielo absorbe ese calor, se derrite, y ambos tienden a igualar su temperatura.
D) No hay flujo de calor entre el hielo y el jugo, porque al estar en contacto directo sus temperaturas se mantienen estables sin cambios.

Correcta: C. El calor fluye del cuerpo más caliente al más frío: el jugo libera calor, el hielo lo absorbe (y por eso se derrite), hasta que ambos igualan su temperatura. A es el error del "frío que se traslada": no existe un flujo de frío, lo que viaja es el calor. B invierte la dirección: el hielo, más frío, no libera calor hacia el jugo, lo absorbe. D niega el flujo de calor, contradiciendo que el hielo se derrite.

4.2

Transformaciones de energía: la misma energía cambia de forma

Desde cero

La energía no se crea ni se destruye: solo se transforma de una forma a otra. Las formas que más aparecen:

Química: guardada en los alimentos, las pilas, los combustibles.
Eléctrica: la que circula por los cables.
Calórica (térmica): el calor.
Lumínica: la luz.
Cinética (de movimiento): la que tiene todo lo que se mueve.
Sonora: el sonido.

Casi todo aparato es una cadena de transformaciones. Lo que la prueba pide es leer esa cadena en el orden correcto.

Cadenas de transformación cotidianas

Figura 6. Cadenas de transformación: la ampolleta (eléctrica → luz + calor), el ejercicio (química → movimiento + calor) y la linterna (química → eléctrica → luz).

Más cadenas que conviene reconocer

Cocina a gas: química (gas) → calórica (la llama calienta la olla).
Estufa eléctrica: eléctrica → calórica.
Pista de baile que genera electricidad: cinética (la gente bailando mueve el suelo) → eléctrica (minigeneradores la convierten).
Panel solar: lumínica (luz del Sol) → eléctrica.

Auto-chequeo Cuando enciendes una linterna a pilas, ¿qué transformaciones de energía ocurren, en orden?

Energía química (guardada en la pila) → energía eléctrica (circula por el circuito) → energía lumínica (la ampolleta emite luz), con algo de calor de paso. La cadena es química → eléctrica → luz.

Pregunta tipo ECEP

Un docente de 6° básico pide a sus estudiantes identificar un proceso cotidiano en el que la energía se transforme de química a eléctrica y luego a calórica. ¿Cuál de las siguientes situaciones corresponde a esa secuencia?

A) Cuando se usa una estufa eléctrica conectada a la red, que entrega calor a la habitación durante el invierno.
B) Cuando se cocina sobre una cocinilla a gas y la llama calienta directamente el fondo de la olla con los alimentos.
C) Cuando una linterna a pilas, al encenderse, calienta levemente su ampolleta mientras ilumina el pasillo a oscuras.
D) Cuando se realiza actividad física y el cuerpo, a partir de los alimentos, se mueve y además genera calor corporal.

Correcta: C. La pila guarda energía química, que se convierte en eléctrica al circular por el circuito y, en la ampolleta, en luz y calor: cumple la secuencia química → eléctrica → calórica. A parte de energía eléctrica (de la red), no química, así que le falta el primer eslabón. B es química → calórica directa, sin paso eléctrico. D es química → cinética (+ calor), sin energía eléctrica de por medio.

Pregunta tipo ECEP

En algunas ciudades se implementa una tecnología que transforma en energía eléctrica la energía cinética (de movimiento) generada por las personas. ¿En cuál de las siguientes situaciones se describe correctamente ese mecanismo de transformación?

A) Bajo la pista de baile de una discoteca se instalan minigeneradores que aprovechan el movimiento del suelo provocado por las personas al bailar para producir electricidad.
B) En gimnasios de ciudades frías se instalan miniturbinas que usan el calor corporal de las personas y la diferencia térmica del ambiente para producir energía eléctrica.
C) En los ascensores de algunos malls se instalan generadores que se activan con el peso extra de las personas cuando el ascensor desciende cargado.
D) En los subterráneos de algunos edificios se instalan minigeneradores que aprovechan la energía del agua que cae desde los pisos superiores al ser desechada.

Correcta: A. Al bailar, las personas producen movimiento (energía cinética) que los minigeneradores bajo la pista convierten en electricidad: es justo cinética → eléctrica. B parte del calor (energía térmica), no del movimiento de las personas. C aprovecha el peso al descender (energía potencial gravitatoria), no la energía cinética generada por las personas. D usa la energía del agua que cae, no el movimiento de las personas.

4.2

El circuito eléctrico y sus elementos básicos

Desde cero

Un circuito eléctrico es un camino cerrado por el que circula la corriente. Para que funcione, necesita cuatro tipos de elementos:

Fuente de energía: entrega la energía que mueve la corriente (una pila o batería).
Conductores: los cables por donde circula la corriente, conectando todo.
Receptor: el aparato que usa la energía y la transforma (una ampolleta que da luz, un motor, un timbre).
Interruptor: abre o cierra el circuito para controlar el paso de la corriente (encender/apagar).

La regla de oro: la corriente solo circula si el camino está cerrado y completo. Si el interruptor está abierto o falta una conexión, no pasa corriente y la ampolleta no enciende.

Figura 7. Los cuatro elementos del circuito: pila (fuente), cables (conductores), interruptor (control) y ampolleta (receptor). Con el camino cerrado, la ampolleta se enciende.

Errores típicos

"Con un cable y la ampolleta basta" → no: hace falta una fuente (pila) y un camino cerrado; un solo cable no completa el circuito.
"El interruptor produce la electricidad" → no: el interruptor solo abre o cierra el paso; la energía la entrega la pila.
"Si la ampolleta no enciende, está mala" → puede ser, pero antes revisa que el circuito esté cerrado (interruptor, conexiones, pila con carga).

Auto-chequeo Arma una linterna casera: tienes una pila, una ampolleta y cables, pero no enciende. El interruptor está abierto. ¿Por qué no funciona?

Porque con el interruptor abierto el circuito está abierto: el camino no se cierra y la corriente no puede circular. Al cerrar el interruptor se completa el camino, circula la corriente desde la pila y la ampolleta enciende.

Pregunta tipo ECEP

Una docente de 6° básico pide a sus estudiantes armar un circuito eléctrico simple que funcione (una ampolleta que encienda y se pueda apagar a voluntad). ¿Qué conjunto de elementos básicos deben reunir para lograrlo?

A) Solamente una ampolleta y un trozo de cable conductor, ya que con eso se completa el camino y la luz se enciende sola.
B) Dos ampolletas y dos interruptores conectados entre sí, sin necesidad de una pila, porque los focos generan su propia energía.
C) Una fuente de energía y un interruptor únicamente, sin cables, apoyando ambos elementos directamente uno contra el otro.
D) Una fuente de energía, conductores, un receptor y un interruptor que permita abrir y cerrar el paso de la corriente.

Correcta: D. Un circuito funcional necesita fuente (pila), conductores (cables), receptor (ampolleta) e interruptor (para encender y apagar): justo lo que pide la tarea. A omite la fuente: sin pila no hay energía que mueva la corriente, por más que el cable cierre el camino. B cree que "los focos generan su propia energía": no es así, requieren una fuente. C elimina los conductores, sin los cuales no se forma el camino cerrado.

4.2

Electrización, y la diferencia entre corriente, electricidad e intensidad

Desde cero · electrización

Los átomos tienen cargas: protones (+) en el núcleo y electrones (−) que pueden moverse. Un cuerpo es neutro cuando tiene igual cantidad de cargas + y −. Electrizar un cuerpo es romper ese equilibrio: lo que se mueve son los electrones (los protones quedan fijos en el núcleo). Por eso:

Si un cuerpo neutro gana electrones, queda con carga negativa.
Si un cuerpo neutro pierde electrones, queda con carga positiva.

Clave que la prueba explota: para cargar algo positivamente, no se le agregan protones; se le quitan electrones. Las cargas del mismo signo se repelen y las de distinto signo se atraen.

Ejemplo de electrización

Un objeto eléctricamente neutro toca un cable y queda con carga positiva. ¿Qué pasó? El objeto perdió electrones: los electrones se movieron desde el objeto hacia el cable. Si en cambio hubiera quedado negativo, habría sido al revés (ganó electrones del cable). Nunca se mueven protones ni neutrones: solo electrones.

Tres palabras que NO son sinónimas

La prueba mezcla a propósito tres términos cercanos. Conviene separarlos:

Término	Qué es
Electricidad	El fenómeno general asociado a las cargas eléctricas y sus efectos (lo "grande" que engloba todo).
Corriente eléctrica	El movimiento de cargas (electrones) a través de un conductor. Es el "flujo" que recorre el circuito.
Intensidad de corriente	Cuánta carga pasa por segundo: mide qué tan fuerte es esa corriente. Se mide en ampere (A).

En una frase: la electricidad es el fenómeno; la corriente es el flujo de electrones; la intensidad es la medida de ese flujo. No son lo mismo, aunque en el habla cotidiana se confundan.

Dato útil: resistencia y longitud del cable

La resistencia eléctrica es la oposición que pone un conductor al paso de la corriente. Aumenta con la longitud del cable: un tendido eléctrico más largo tiene más resistencia (la corriente "le cuesta más" recorrerlo). Por eso, a igual material, un cable largo ofrece más resistencia que uno corto.

Auto-chequeo Un globo neutro se frota y queda cargado negativamente. ¿Qué partículas se movieron y en qué dirección?

Se movieron electrones (carga −) hacia el globo: el globo ganó electrones y por eso quedó negativo. Los protones no se mueven (están fijos en el núcleo); para cargar negativamente un cuerpo se le agregan electrones, no se le quitan protones.

Pregunta tipo ECEP

En una clase de 8° básico se plantea la siguiente situación: "un objeto eléctricamente neutro entra en contacto con un cable y, como consecuencia, queda con carga eléctrica positiva". ¿Cuál de los siguientes fenómenos ocurrió?

A) Hubo un movimiento de electrones desde el objeto hacia el cable, por lo que el objeto quedó con menos electrones y carga positiva.
B) Hubo un movimiento de protones desde el cable hacia el objeto, que aportaron carga positiva y dejaron al objeto cargado.
C) Hubo un movimiento de electrones desde el cable hacia el objeto, que sumaron carga y dejaron al objeto cargado positivamente.
D) Hubo un movimiento de neutrones desde el objeto hacia el cable, lo que desequilibró las cargas y dejó al objeto positivo.

Correcta: A. Para quedar positivo, el objeto debe perder electrones: estos se mueven desde el objeto hacia el cable, dejándolo con exceso de carga + (los protones nunca se desplazan). B es el error clásico: cree que "se agregan protones", pero los protones están fijos en el núcleo y no migran. C haría que el objeto quedara negativo (gana electrones), contrario a lo que dice el enunciado. D es imposible: los neutrones no tienen carga, así que mover neutrones no carga nada.

Pregunta tipo ECEP

Una docente de 8° básico pide a sus estudiantes distinguir tres términos que suelen confundirse: electricidad, corriente eléctrica e intensidad de corriente. ¿Cuál de las siguientes definiciones es la correcta para corriente eléctrica?

A) El fenómeno general asociado a las cargas eléctricas y a todos sus efectos, que engloba al resto de los conceptos.
B) El movimiento de cargas eléctricas (electrones) a través de un conductor; es el flujo que recorre el circuito.
C) La cantidad de carga que pasa por segundo por un punto del conductor, medida en ampere (A).
D) La oposición que ofrece un conductor al paso de las cargas, que aumenta con la longitud del cable.

Correcta: B. La corriente eléctrica es el movimiento de cargas (electrones) por un conductor: el flujo en sí. A define electricidad (el fenómeno general). C define intensidad (cuánta carga pasa por segundo, en ampere): engaña porque mide la corriente, pero no es la corriente misma. D define resistencia, otro concepto distinto.

4.2

Circuitos en serie y en paralelo: en qué se diferencian

Desde cero

Cuando hay varias ampolletas (u otros receptores) en un circuito, pueden conectarse de dos maneras, con comportamientos muy distintos:

En serie: las ampolletas van una tras otra, en un solo camino. La corriente debe pasar por todas. Consecuencia clave: si una se quema o se saca, se apagan todas (se corta el único camino). Además, mientras más ampolletas, más débil brilla cada una (se "reparten" la energía).
En paralelo: cada ampolleta está en su propio camino (ramas separadas) entre los mismos dos puntos. Si una se quema, las demás siguen encendidas (cada una tiene su camino). Cada ampolleta recibe el voltaje completo de la pila, así que brillan parejo.

Figura 8. Serie: un solo camino, si una falla se apagan todas. Paralelo: caminos separados, si una falla las demás siguen encendidas (así está el alumbrado de una casa).

Por qué tu casa está en paralelo

Las ampolletas de una casa están conectadas en paralelo: así puedes encender la luz del living sin que se prenda la del baño, y si una se quema, las demás siguen funcionando. Si estuvieran en serie, al quemarse una se apagaría toda la casa (es lo que pasaba con algunas series antiguas de luces de navidad).

Auto-chequeo En una guirnalda de luces, al quemarse una sola ampolleta se apagan todas las demás. ¿Cómo estaban conectadas y por qué pasa eso?

Estaban conectadas en serie: hay un único camino que pasa por todas las ampolletas. Al quemarse una, ese camino se interrumpe y la corriente no puede circular, así que se apagan todas. Si estuvieran en paralelo, las demás seguirían encendidas.

Pregunta tipo ECEP

Una docente de 8° básico arma con sus estudiantes dos circuitos, cada uno con cuatro ampolletas iguales y una misma batería. En el circuito 1 las ampolletas van una tras otra; en el circuito 2, cada una en su propia rama. Quita una ampolleta de cada circuito. ¿Qué observan?

A) En el circuito 1 (serie) se apagan todas; en el circuito 2 (paralelo) las otras tres siguen encendidas.
B) En ambos circuitos se apagan todas las ampolletas, porque al quitar una se interrumpe siempre el paso de la corriente.
C) En el circuito 1 (serie) las otras tres siguen encendidas; en el circuito 2 (paralelo) se apagan todas de inmediato.
D) En ambos circuitos las otras tres siguen encendidas, ya que la batería entrega energía suficiente para mantenerlas igual.

Correcta: A. En serie hay un solo camino: al quitar una ampolleta se corta y se apagan todas. En paralelo cada ampolleta tiene su propia rama, así que sacar una no afecta a las demás (siguen encendidas). B y C confunden los dos montajes (C los invierte por completo). D ignora que en serie el circuito se interrumpe: la energía de la batería no sirve si el camino quedó abierto.

Pregunta tipo ECEP

Se comparan dos circuitos, cada uno con cuatro ampolletas iguales y una misma batería de 3 volts: uno en serie y otro en paralelo. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones compara correctamente el brillo de cada ampolleta en ambos montajes?

A) En ambos montajes cada ampolleta brilla exactamente igual, porque las dos comparten la misma batería de 3 volts.
B) En serie cada ampolleta recibe el voltaje completo de la batería, así que brillan más que en el circuito en paralelo.
C) En paralelo las ampolletas se reparten el voltaje entre las cuatro, por lo que brillan más débil que en serie.
D) En serie las cuatro ampolletas se reparten el voltaje y brillan más débil; en paralelo cada una recibe el voltaje completo y brilla más.

Correcta: D. En serie las ampolletas comparten el único camino y se reparten el voltaje, de modo que cada una brilla más débil cuantas más haya; en paralelo cada ampolleta recibe el voltaje completo de la batería y brilla más. A ignora la diferencia entre los montajes. B y C invierten los hechos: el voltaje completo lo recibe cada ampolleta en paralelo, no en serie; y quien reparte el voltaje es la serie, no el paralelo.