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Fisica Presentation Transcript

  • 1. UPAUniversidad Politécnica de Aguascalientes FISICA I M. C. Erick Alberto Flores González
  • 2. Propósitos  ¿Que aprenderás?  Conocerás los conceptos básicos de la física, la relación que guarda con otras ciencias y la influencia que tiene con la tecnología y la sociedad.  Comprenderás el uso de la notación científica, así como los sistemas de unidades internacional e ingles.  Aplicaras la conversión de unidades, la metodología científica y el conocimiento científico.M. C. Erick Flores
  • 3. Evaluación diagnostica 1. ¿De que forma se relaciona la física con los eventos que ocurren a tu alrededor? 2. Rellena la siguiente tabla escribiendo la unidad con la que se miden las siguientes magnitudes: Unidad de Unidad de Magnitud Magnitud Medida Medida Longitud Corriente eléctrica Masa Cantidad de masa Tiempo Intensidad luminosa 3. ¿Qué es el movimiento? 4. ¿Hay algo en la naturaleza que no se mueva? Argumenta tu respuesta. 5. ¿Qué tipos de movimientos conoces? Descríbelos.M. C. Erick Flores 6. Describe cual es la diferencia entre velocidad y rapidez. 7. Lugar que ocupa la materia. 8. Es la capacidad que poseen los cuerpos para realizar un trabajo.
  • 4. Conceptos introductorios  La Física es una de las Ciencias Naturales que mas ha contribuido al desarrollo y bienestar del hombre, porque gracias a su estudio e investigación ha sido posible encontrar en múltiples casos, una explicación clara y útil a los fenómenos que se presentan en nuestra vida diaria.  La palabra Física proviene del vocablo griego physike, cuyo significado es naturaleza. La Física es ante todo unaM. C. Erick Flores Ciencia Experimental, pues sus principios y leyes se fundamentan en la experiencia adquirida al reproducir intencionalmente muchos de los fenómenos.
  • 5. 1.1 Ubicación de la asignatura  Es importante comprender los conceptos y principios básicos de la física antes de intentar resolver, analizar o reflexionar sobre problemas y fenómenos físicos.  La física es una ciencia, es decir, un conjunto ordenado y clasificado de conocimientos que describe la realidad de nuestra vida cotidiana y que ha evolucionado en su esfuerzoM. C. Erick Flores por explicar como y porque el mundo que nos rodea se comporta de cierta manera
  • 6. Ubicación de la asignatura Física Movimiento Fuerza Sonido Ciencia Básica EnergíaM. C. Erick Flores Calor
  • 7. Campo de acción de la física Tiempo Espacio El Universo Energía MateriaM. C. Erick Flores
  • 8. Campo de acción de la física Energía Materia Es abstracta, es la combinación intangible de propiedades e 2002 interacciones físicas evidentes Todo aquello que ocupa un en distintas formas conocidas lugar en el espacio y esta constituido por moléculas Así, la materia es la sustancia y 2001 la energía es su motor. Se observa en nuestro entorno que el uso adecuado de laM. C. Erick Flores energía puede llevarnos a una tranquilidad y bienestar o ser el medio de destrucción de nuestro entorno y de la especie humana. Así, la aplicación de la física exige la conservación de nuestro medio ambiente, lo que dará certidumbre a futuras generaciones respecto a los recursos para satisfacer sus necesidades y preservar el ecosistema.
  • 9. Campo de acción de la física Relación de la Herramienta sustentación del fundamental para mundo con la otras Ciencias física Naturales Ambiental Biofísica Social Física Astrofísica Económica Física cuánticaM. C. Erick Flores La física relaciona la sociedad con la situación económica, política y el nivel de desarrollo de ciencia y tecnología
  • 10. Actividad para el aprendizaje significativo La ciencia física genera conocimientos, no es simplemente una recolección de datos. Las principales teorías físicas se proponen explicar las observaciones hechas de fenómenos físicos. Para validarse y ser aceptadas, estas teorías se someten a rigurosas pruebas en las que se comparan sus predicciones con los resultados de los experimentos. Reflexiona y responde las preguntas. Comenta las respuestas con tus compañeros y lleguen juntos a una conclusión final. 1. ¿Por qué se dice que la física es una ciencia? 2. Explica la importancia de la física para que nuestra sociedad humana se desarrolle de manera sustentable. 3. La física es una herramienta fundamental para otras ciencias naturales y daM. C. Erick Flores origen a otras ciencias mas complejas. Menciona dos de estas ciencias. 4. Con la información de que ya dispones, construye un mapa mental donde destaques la importancia de la física en la vida cotidiana.
  • 11. 1.2 Relación interdisciplinaria Física Se divide en: Física Clásica Física Moderna a) Mecánica a) Física cuántica I. Cinemática b) Física relativista II. DinámicaM. C. Erick Flores b) Termodinámica c) Acústica d) Óptica e) Electromagnetismo
  • 12. 1.2 Relación interdisciplinaria CIENCIAS CAMPOS DE ESTUDIO Herramienta importante para cuantificar los fenómenos Matemáticas físicos Explica la combinación de los átomos y la formación de Química moléculas y como interactúan para constituir la diversidad de la materia Aplica las leyes de óptica para observar y estudiar los Astronomía cuerpos celestes Mineralogía Aplica las ciencias física al estudio de los minerales Aplica las leyes de la física al estudio de la materia viva Biología y sus manifestacionesM. C. Erick Flores Estudia la estructura y transformación de la tierra Geografía según las leyes de la fisca Estudia los fenómenos atmosféricos con la aplicación Meteorología de las leyes físicas
  • 13. 1.2 Relación interdisciplinaria Por lo tanto, la física tiene como objeto de estudio a la materia en la naturaleza y se empeña en descubrir y estudiar las leyes que rigen los fenómenos físicos para emplearlas en beneficio de la humanidad. En síntesis, podemos definir la física como: La ciencia que estudia la materia, la energía y sus interrelaciones, en función del tiempo y el espacio.M. C. Erick Flores
  • 14. 1.2 Relación interdisciplinaria Ejercicio Elabora un mapa conceptual donde destaques las divisiones y las ramas de estudio de la física.M. C. Erick Flores
  • 15. Actividad para el aprendizaje significativo La física se relaciona con otros campos importantes de la ciencia y son destacadas sus aplicaciones en la medicina, la biología, las ciencias de la tierra, la arquitectura y la tecnología. Ejercicio 1. Completa la tabla siguiente. Toma como referencia el ejemplo. Debes considerar por lo menos dos aplicaciones de la física, así como la relación que tiene con otras asignaturas que hayas estudiadoM. C. Erick Flores
  • 16. Actividad para el aprendizaje significativo Aportación de la física Relación con otras N° Dispositivo para su asignaturas funcionamiento El uso de lentes y Química y biología, en la espejos; las propiedades observación y análisis de 1 El microscopio y características del los microrganismos material para su elaboración 2 La computadora 3 Internet 4 La secadora centrifuga 5 El cronometro 6 El proyector de acetatos 7 La televisiónM. C. Erick Flores 8 El torno 9 El osciloscopio 10 Una balanza
  • 17. 1.3 Fenómenos naturales Espacio Fenómenos naturales Fenómenos Materia naturales físicos químicos •No cambia la estructura •Se producen interna de la cambios en la materia. La naturaleza composición de la materia. •Huracanes •Rayos •Combustión •Movimiento •FotosíntesisM. C. Erick Flores •Imágenes en •Digestión Energía espejos •Oxidación •Calor Tiempo
  • 18. 1.3 Fenómenos naturales Espacio Fenómenos naturales Fenómenos Materia naturales físicos químicos •No cambia la estructura •Se producen interna de la cambios en la materia. La naturaleza composición de la materia. •Huracanes •Rayos •Combustión •Movimiento •FotosíntesisM. C. Erick Flores •Imágenes en •Digestión Energía espejos •Oxidación •Calor Tiempo
  • 19. 1.3 Fenómenos naturales Espacio Fenómenos naturales Fenómenos Materia naturales físicos químicos •No cambia la estructura •Se producen interna de la cambios en la materia. La naturaleza composición de la materia. •Huracanes •Rayos •Combustión •Movimiento •FotosíntesisM. C. Erick Flores •Imágenes en •Digestión Energía espejos •Oxidación •Calor Tiempo
  • 20. 1.4 Tecnologia y sociedad La sociedad: es un grupo de personas, familias, pueblos o naciones, las cuales Sociedad necesitan la ciencia y tecnología para satisfacer sus necesidades y tener una mejor calidad de vida. La ciencia: es un conjunto de conocimientos que se obtienen mediante la observación y Ciencia razonamiento para dar respuesta a preguntas teóricas.M. C. Erick Flores Tecnología: Es un conjunto de teorías y técnicas que, mediante un método, Tecnología aprovechan los conocimientos científicos para resolver problemas prácticos.
  • 21. Actividad para el aprendizaje significativo Un fenómeno es un suceso que afecta nuestros sentidos y que produce una consecuencia. Los fenómenos pueden ser de dos tipos: Físicos y Químicos. Ejercicio 1. Con la finalidad de comprobar los conocimientos que haz alcanzado hasta este momento, anota en la columna de la derecha una letra F si el tipo de fenómeno es Físico, o una Q si se trata de un fenómeno Químico. N° FENOMENOS TIPO DE FENOMENOS 1 La deformación elástica de una barra de metal 2 La respiración 3 La digestión de los alimentos 4 La fuerza ejercida de un cuerpo sobre otro 5 La oxidación del cobre 6 El ciclo del aguaM. C. Erick Flores 7 La combustión de la gasolina 8 La deformación de plástico flexible 9 La transpiración 10 El movimiento del autobús
  • 22. Actividad para el aprendizaje significativo Ejercicio 2. Con la finalidad de comprobar los conocimientos que haz alcanzado hasta este momento, completa la siguiente tabla. N° INVENTOS BENEFICIOS PERJUICIOS 1 Calculadora 2 Teléfono celular 3 Computadora 4 Internet 5 Horno de microondasM. C. Erick Flores
  • 23. 1.5 Sistemas físicos Sistema Sistema Sistema abierto cerrado Si la materia se Por sistema se puede transferir El sistema no entiende una hacia adentro o puede cantidad bien fuera del intercambiar definida de sistema, es materia con sus materia decir hay alrededores, yM. C. Erick Flores encerrada entre intercambio de su masa limites reales o materia o permanece imaginarios. energía con sus constante. alrededores.
  • 24. 1.5.1 Sistema de coordenadas cartesianas Sistema de coordenadas cartesianas Cantidades físicas Método para describir la posición de un cuerpo en el espacio Escalares y en diferentes tiempos Vectoriales y se designa con lasM. C. Erick Flores coordenadas (x,y)
  • 25. 1.5.1 Sistema de coordenadas cartesianas  Las cantidades escalares se definen como “aquellas que únicamente poseen magnitud, que se indica con un numero y una unidad”.  Ejemplo 1: Longitud: 35 m, 45 km, 170 cm. Masa: 90 kg, 30 g. Tiempo: 2.0h, 50 min, 40 s. Temperatura: 273 K, 36 °C, 70 °F.  Las cantidades escalares con las mismas unidades pueden sumarse o restarse algebraicamente.M. C. Erick Flores  Ejemplo 2: 45 km + 20 km = 65 km 1.70 m – 1.50 m = 0.20 m 90 kg + 65 kg = 155 kg
  • 26. 1.5.1 Sistema de coordenadas cartesianas  Las cantidades vectoriales se definen como “aquellas que además de la magnitud y unidad, poseen una dirección y sentido, es decir, están orientadas”.  Ejemplo 1: Un desplazamiento de 100 km, de sur a norte. La velocidad máxima para circular es de 80 km/h de oriente a poniente. Una fuerza de 220 N a 30°, para mover una mesa.M. C. Erick Flores
  • 27. 1.5.1 Sistema de coordenadas cartesianas  Las cantidades físicas vectoriales se expresan por medio de un vector, que se define como: “un segmento de recta representado por medio de una flecha que tiene magnitud, dirección y sentido”. Sentido Magnitud 40° Dirección Punto de aplicaciónM. C. Erick Flores
  • 28. 1.5.1 Sistema de coordenadas cartesianas  Características de un vector:M. C. Erick Flores
  • 29. 1.5.1 Sistema de coordenadas cartesianas  Ejemplo: Un automóvil es jalado por tres fuerzas que actúan en distintas direcciones. Los vectores F1, F2 y F3 representan a las fuerzas que actúan sobre el. y F1 = 200 N F2 = 250 N 25° 30° x 40°M. C. Erick Flores F3 = 350 N
  • 30. 1.5.1 Sistema de coordenadas cartesianas  Para dibujar un vector debes tomar como marco de referencia un sistema de coordenadas cartesianas en las que un punto arbitrario del sistema se identifica con las coordenadas (x,y). y N 90° • La x es positiva a la derecha del origen y la y es positiva hacia arriba del origen de las coordenadas. • La x es negativa a la izquierda del origen y la y es negativa hacia abajo -y 0° del origen. 180° O xE360° • La dirección del vector se expresa en o ángulos medidos en sentidoM. C. Erick Flores contrario al movimiento de las manecillas del reloj. • La dirección del vector puede darse también con referencia a las 270° -x S direcciones de los puntos cardinales
  • 31. 1.5.1 Sistema de coordenadas cartesianas Ejemplo: Una persona que camina noreste y una fuerza de 240 N al fuerza de 500 N al 25 metros al este y 85 metros con sur. Se representan gráficamente de la siguiente manera: la dirección 50° al noreste, se representa gráficamente de siguiente forma: N N 90° F = 500 N al NE 85m 45° 60° O 0° 360° O 180° E o 25mM. C. Erick Flores F = 240 N al S 270° S S
  • 32. 1.5.1 Sistema de coordenadas cartesianas Coplanares B No coplanares A C Colineales Sistema de vectoresM. C. Erick Flores Concurrentes E D Paralelos
  • 33. 1.5.1 Sistema de coordenadas cartesianas Resultante Vector que produce por el solo, el mismo efecto que los demás vectores del sistema Equilibrante Vector encargado de equilibrar el sistema, tiene la misma magnitud y dirección que la resultante, pero consentido contrario.M. C. Erick Flores
  • 34. 1.5.1.1 Suma y resta de vectores Hay métodos para sumar cantidades vectoriales. No se suman como las cantidades escalares, que se rigen por los principios de algebra, sino que para sumar vectores se debe considerar su magnitud, dirección y sentido, es decir la orientación que tengan. Los vectores se suman mediante los siguientes métodos: • Método gráfico. • Teorema de Pitágoras. • Ley de los senos y los cosenos. • Método de componentes rectangulares. Distancia: Es una magnitud escalar que mide la longitud total recorrida por un cuerpo físico.M. C. Erick Flores Desplazamiento: Es una magnitud vectorial que mide la longitud desde el punto de inicio hasta el punto final de un recorrido.
  • 35. 1.5.1.1 Suma y resta de vectores Ejemplo 1: Un jinete y su caballo cabalgan 3km al Norte y después 4km al Oeste. a) ¿Cuál es la distancia total que recorren? b) ¿Cuál fue su desplazamiento? b) Para la distancia desplazamiento, que es una magnitud a) Como encontrar el es una magnitud escalar, encontramos la vectorial, debemos hacer distancia total recorrida alun diagrama vectorial. Para dos sumar aritméticamente las ello utilizaremos distancias: el método gráfico. Escala: 1cm = 1km d1 + d2 = 3km + 4km = 7km dt = N 7 4km 6 Dt =7km d2 5 4M. C. Erick Flores 3 R=5km 3km 2 α=37° 1 d1 O 7 6 5 4 3 2 1 E S
  • 36. 1.5.1.1 Suma y resta de vectores Ejemplo 2: Una lancha de motor efectúa los siguientes desplazamientos: 300m al oeste, 200m al Norte, 350m al Noreste y 150m al Sur, Calcular: a) ¿Que distancia total recorre? b) Determinar gráficamente cual es su desplazamiento resultante, en que dirección actúa y cual es el valor de su ángulo con respecto al Oeste b) La distancia total es igual a: N =d +d +d +d a) dt 1 2 3 4 dt=300m+200m+350m+150m= 1000m d3 =350m d4 =150mM. C. Erick Flores R =300m d2 =200m 80.5° O E d1 =300m S
  • 37. 1.5.1.1 Suma y resta de vectores Ejemplo 3: Una ardilla camina en busca de comida, efectuando los siguientes desplazamientos: 15m al Sur, 23m al Este, 40m en dirección Noreste con un ángulo de 35° medido respecto al Este, 30m en dirección Noroeste que forma un ángulo de 60° medido con respecto al Oeste, y finalmente 15m en una dirección Suroeste con un ángulo de 40° medido respecto al Oeste. Calcular: a) ¿Cuál es la distancia total recorrida? b) Determinar gráficamente cual es su desplazamiento resultante, en que dirección actúa y cual es el valor de su ángulo con respecto al Este N d5=15m b) Escala: 1cm = 100m 40° d4=30m R =38m 60°M. C. Erick Flores 40° O E d1=15m d3=40m 35° d2=23m a) La distancia total es igual a: S dt=15m+23m+40m+30m+15m= 123m
  • 38. Tarea N° 5 1. Un ciclista efectúa dos desplazamientos, el primero de 7km al Norte y el segundo de 5km al Este. Calcular: a) ¿Cuál es la distancia total recorrida por el deportista? b) Encuentre gráficamente cual es el desplazamiento resultante, así como la dirección en que actúa y el valor del ángulo medido respecto al Este. 2. Un jugador de futbol americano efectúa los siguientes desplazamiento: 6m al Este, 4m en dirección Noroeste y finalmente 2m al Norte. Calcular: a) ¿Cuál es la distancia total recorrida? b) Encuentre gráficamente cual es el desplazamiento resultante, así como la dirección en que actúa y el valor del ángulo medido respecto al Este. 3. Un camello en el desierto realiza los siguientes desplazamientos: 3km al Sur, 4km al Este, 2.5km en dirección Noreste con un ángulo de 37 medido respectoM. C. Erick Flores al este y 2.4km al Norte. Calcular: a) ¿Cuál es la distancia total recorrida? b) Encuentre gráficamente cual es el desplazamiento resultante, así como la dirección en que actúa y el valor del ángulo medido respecto al Este.
  • 39. 1.5.1.2 Teorema de Pitágoras El método del teorema de Pitágoras Teorema se utiliza cuando dos vectores A y B son de perpendiculares entre si, esto es, Pitágoras forman un triangulo rectángulo. “Para cualquier triangulo rectángulo, Concepto el cuadrado de la hipotenusa es igual del T.P. a la suma de los cuadrados de los catetos”. Representación R2 = A2 + B2M. C. Erick Flores algebraica R =√ A2 + B2
  • 40. 1.5.1.2 Teorema de Pitágoras Representación R2 = A2 + B2 algebraica R =√ A2 + B2 Al ser un vector es necesario calcular la dirección y lo haremos R a través de la función B trigonométrica de la tangente: α tan α = B/A α = tan-1 B/AM. C. Erick Flores A
  • 41. 1.5.1.2 Teorema de Pitágoras Ejemplo 1: Un estudiante sale del CETIS, camina 35m hacia el Este y luego 55m hacia el norte. Calcular: a) La resultante del desplazamiento del estudiante, lo que significa hacer la suma vectorial. b) La dirección de la resultante.M. C. Erick Flores
  • 42. Tarea N° 6 Encuentra el vector resultante y el ángulo que forma, de los siguientes casos: F1 = 3N d1 = 25m F2 = 2.5N d2 = 35m V1 = 400m/sM. C. Erick Flores V2 = 320m/s
  • 43. 1.5.1.3 Ley de los senos y ley de los cosenos La ley de los senos y de los cosenos Ley de se aplica para todos los triángulos senos y oblicuángulos, que no forman ningún cosenos ángulo recto. “El cuadrado de un lado del triangulo es igual a la suma del cuadrado de los otros dos, menos el Concepto doble producto de los lados, multiplicado por el coseno del ángulo que forman esos dos lados”. Representación a2 = b2 + c2 – 2bc cosA b2 = a2 + c2 – 2ac cosBM. C. Erick Flores algebraica c2 = a2 + b2 – 2ab cosC
  • 44. 1.5.1.3 Ley de los senos y ley de los cosenos Representación a2 = b2 + c2 – 2bc cosA algebraica b2 = a2 + c2 – 2ac cosB c2 = a2 + b2 – 2ab cosC a c B C AM. C. Erick Flores b
  • 45. 1.5.1.3 Ley de los senos y ley de los cosenos Ejemplo 1: Del siguiente sistema de vectores, hallar la resultante y el ángulo que forma con la horizontal por el método analítico: F1 = 60 N F1 = 60 N 40° F2 = 90 N 40° F2 = 90 N R=?M. C. Erick Flores F1 = 60 N θ=? 40° F2 = 90 N
  • 46. 1.5.1.3 Ley de los senos y ley de los cosenos Ejemplo 2: Un automóvil recorre 80m en dirección 30° al noroeste y despues 140m hacia el norte. Hallar la resultante del desplazamiento del automóvil y su dirección: N 140m R=? θR αM. C. Erick Flores 80m 30° O E S
  • 47. Tarea N° 7 Encuentra el vector resultante y el ángulo que forma, de los siguientes casos: F1 = 35m F1 = 2N 120° 35° F2 = 25N F2 = 3N F1 = 4N F2 = 3N 130°M. C. Erick Flores
  • 48. 1.5.2 Sistemas de unidades 1 2 3 Sabemos que la Para lo cual se Las magnitudes físicas física es una ciencia requiere establecer se dividen en experimental, por lo patrones fijos y fundamentales y que es de gran universales que derivadas. Las cuales importancia hacer expresen esas forman un sistema de unidades, en la mediciones precisas. mediciones. El actualidad se usan el patrón es la unidad Sistema Internacional que se toma como de medidas y el norma. Sistema Ingles o Británico.M. C. Erick Flores
  • 49. 1.5.2 Sistema Internacional El SI esta formado por 7 cantidades fundamentales: Longitud, masa, tiempo, corriente eléctrica, temperatura SI termodinámica, cantidad de sustancia e intensidad luminosa. El sistema métrico se ramifica en dos sistemas de unidades; el MKS y el CGS. Unidad fundamental Magnitud fundamental Nombre Símbolo Longitud Metro m Masa Kilogramo kg Tiempo Segundo s Corriente eléctrica Ampere A Temperatura, termodinámica Kelvin KM. C. Erick Flores Cantidad de sustancia Mol Mol Intensidad luminosa Candela Cd
  • 50. 1.5.2 Sistema Internacional SI El sistema métrico se ramifica en dos sistemas de unidades; el MKS y el CGS. Sistema internacional Magnitud fundamental MKS CGS Longitud Metro (m) Centímetro (cm) Masa Kilogramo (kg) Gramo (g) Tiempo Segundo (s) Segundo (s)M. C. Erick Flores
  • 51. 1.5.2 Sistema Internacional A partir de las unidades fundamentales podemos llevar a cabo mediciones de muchas cantidades que SI se denominan derivadas, como área, volumen, presión, velocidad y fuerza. Reciben este nombre por ser una combinación de dos o mas unidades fundamentales Cantidad física derivada Unidad de medida Símbolo Área o superficie Metro cuadrado m2 Volumen Metro cubico m3 Velocidad Metro por segundo Aceleración Metro por segundo al cuadradoM. C. Erick Flores Fuerza Newton Presión Pascal
  • 52. 1.5.2 Sistema Internacional Prefijo Símbolo Equivale a Ejemplo Es muy común que al experimentar o resolver algún problema, nos enfrentemos con cantidades muy 1 000 000 000 000 = 1012 1 terámetro (Tm) SI Tera pequeñas o muy grandes (el tamaño de una molécula o T un billón 1012 m la distancia recorrida por la luz en un par de segundos, ejemplo). Por ello,millones 10 1 000 000 000 = se hace necesario gigámetro (Gm) 1 9 Giga por G el empleo de mil 109 m Múltiplos unidades múltiplo o submúltiplo. 1 000 000 = 10 6 1 megámetro (Mm) Mega M un millón 106 m 1 000 = 103 1 kilometro (km) Kilo k mil 103 m 100 = 102 1 hectómetro (hm) Hecto h cien 102 m 10 = 101 1 decámetro (dam) Deca da diez 10 m 0.1 = 10-1 1 decímetro (dm) Deci d un decimo 10-1 m 0.01 = 10-2 1 centímetro (cm) Centi c Submúltiplos un centésimo 10-2 m 0.001 = 10-3 1 milímetro (mm) Mili m un milésimo 10-3 mM. C. Erick Flores 0.000001 = 10-6 1 micrómetro (μm) Micro μ un millonésimo 10-6 m 0.000000001 = 10-9 1 nanómetro (nm) Nano n un milmillonésimo 10-9 m 0.000000000001 = 10-12 1 picómetro (pm) Pico p un billonésimo 10-12 m 0.000000000000001 = 10-15 1 femtómetro (fm) Femto f un mil billonésimo 10-15 m
  • 53. 1.5.2 Sistema Ingles El Sistema Ingles se utiliza todavía en EUA y otros Sistema países de habla inglesa para fines comerciales y de Ingles ingeniería. Sus unidades fundamentales son: Longitud, fuerza, peso y tiempo. Unidad fundamental Magnitud fundamental Nombre Símbolo Longitud Pie ft Peso o fuerza Libra lb Tiempo Segundo sM. C. Erick Flores
  • 54. 1.5.2 Sistema Ingles Sistema Las cantidades derivadas se obtienen como una combinación de las cantidades Ingles fundamentales. Cantidad física derivada Unidad de medida Símbolo Área o superficie Pie cuadrado ft2 Volumen Pie cubico ft3 Velocidad Pie por segundo Aceleración Pie por segundo al cuadradoM. C. Erick Flores Masa Slug Presión Libra por pulgada cuadrada
  • 55. 1.5.2.1 Conversión de unidades Cantidades equivalentes Longitud Volumen Tiempo 1m = 100 cm 1 m3 = 1000 litros 1 hora = 60 min 1m = 1000 mm 1 cm3 = 1 ml 1 min = 60 s 1 cm = 10 mm 1l = 1000 cm3 1 hora = 3600 s 1m = 39.37 in 1l = 1 dm3 1m = 3.281 ft 1 galón = 3.785 litros 1m = 1.094 yd 1 km = 1000 m 1 in = 2.54 cm Fuerza Masa 1 ft = 0.3048 m 1 lb = 4.45 N 1 slug = 14.59 kg 1 ft = 30.48 cm 1 ft = 12 inM. C. Erick Flores 1 mi = 1.609 km 1 mi = 5280 ft 1 yd = 3.0 ft 1 yd = 91.44 cm 1 in =0.0254 m
  • 56. 1.5.2.1 Conversión de unidades Se anota la Ejemplo: convertir 120 m a pies cantidad física Paso 1: que se va a convertir. 120 m Se elige en la tabla de conversiones correspondiente el factor de conversión Paso 2. que permita obtener la cantidad deseada. 1 ft = 0.3048 m Se multiplica la cantidad que se va a convertir con el factor de conversión en forma de fracción común, de tal manera que se cancelen las cantidades no deseadas y se conservenM. C. Erick Flores las que se desean. Realizar las operaciones que se indican y las unidades deseadas.
  • 57. Actividad de aprendizaje 1. La distancia que hay del home al jardín central de un campo de beisbol es de 400 pies (ft), convierta esta cantidad a metros. 2. Convierta una longitud de 1500 millas a kilómetros. 3. Convierta una longitud de 800 km a millas. 4. Convertir una velocidad de 90 millas/h a kilómetros/h. 5. Convertir a cm la pantalla de un televisor de 50 pulgadas (in). 6. La longitud de un campo de futbol americano es de 100 yardas (yd), convertirla a metros. 7. Convertir una velocidad de 120 km/h a millas/h. 8. Convertir una velocidad de 110 km/h a m/seg.M. C. Erick Flores 9. Convertir una velocidad de 25 m/seg a km/h. 10. Convertir una velocidad de 100 millas/h a m/seg. 11. Convertir una velocidad de 60 m/s a millas/h.
  • 58. Tarea N° 7 1. Una llave inglesa tiene una agarradera que mide 8 in. ¿Cuál es la longitud del mango en metros? ¿Cuál en centímetros? 2. Un galón estadounidense equivale a 231 in3. si el tanque de gasolina de un automóvil es aproximadamente un paralelepípedo de 18 in de largo, 16 in de ancho y 12 in de alto, ¿Cuántos galones le caben a este tanque? 3. Un contratista colocara azulejo importado en la pared de una cocina, que mide 6 metros de ancho y 4 metros de alto. ¿Cuántos pies cuadrados (ft2) de azulejo se necesitan? 4. Un cohete es lazado y alcanza una altura de 198 km. ¿A cuanto equivale esta distancia en ft? 5. Una persona pesa 142 lb y tiene una altura de 5 ft y 5 in. Expresa el peso y la altura en unidades del Sistema Internacional.M. C. Erick Flores
  • 59. 1.5.3 Tipos de errores en las mediciones La medición directa: es la comparación entre una magnitud y una unidad de medida establecida. La medición indirecta: se miden directamente otras cantidades y mediante la aplicación de ciertas reglas o formulas se obtiene el valor o cantidad buscada.M. C. Erick Flores
  • 60. 1.5.3 Tipos de errores en las mediciones Al realizar una medición, ya sea directa o indirecta, siempre se cometen errores. El error en la medición puede definirse como la diferencia obtenido al hacer una medición y el valor verdadero. • La mala • El defecto o • La incorrecta calibración de falta de postura del los mantenimiento observador al instrumentos en el aparato efectuar la de medición. de medición. medición. 1 2 3 • El defecto visual de la • El uso • FactoresM. C. Erick Flores persona que inadecuado del ambientales. realiza la instrumento. medición. 4 5 6
  • 61. 1.5.3 Tipos de errores en las mediciones • La mala • El defecto o • La incorrecta calibración de falta de postura del los mantenimiento observador al instrumentos en el aparato efectuar la de medición. de medición. medición. 1 2 3 • El defecto visual de la • El uso • Factores persona que inadecuado del ambientales. realiza la instrumento. medición. 4 5 6M. C. Erick Flores
  • 62. Tarea N° 8 1. Organizados en equipos consigan el siguiente material: a) Cinta métrica b) Flexometro c) Regla d) Las agujetas de un zapato e) Un cinturón 2. Utilizando cada uno de los materiales, midan lo siguiente: largo y ancho de la entrada de donde estés, el perímetro de la habitación donde estés y la estatura de uno de los integrantes del equipo. 3. Con base en sus resultados, contesten ls siguientes preguntas:M. C. Erick Flores a) ¿En que caso se dificulto mas la medición? b) ¿Qué tipos de error de medición ocurrieron? c) ¿Qué instrumento fue el mas adecuado para realizar la actividad?
  • 63. 1.5.4 Notación científica ¿Te imaginas realizar cálculos con estas cantidades? 149 600 000 000 0.000 000 000 000 000 000 160 ¿Conoces alguna forma de simplificar estas cantidades? Se pueden simplificar utilizando la notación científica o de las potencias de 10. Definimos notación científica cuando un numero entre 1 y 9 es multiplicado por una potencia de 10 y elevado a un exponente que puede ser positivo o negativo Si el punto decimal se desplaza a la izquierda, el exponente aumenta positivamente, así:M. C. Erick Flores 43 200 se escribe en la forma 4.3 x 104 300 000 000 se escribe como 3 x 108 9 000 000 000 se representa como 9 x 109
  • 64. 1.5.4 Notación científica De la misma manera un numero decimal pequeño puede escribirse en notación científica, es decir, un numero ente 1 y 9 multiplicado por la base 10 y elevado a una potencia negativa. El exponente negativo indica el numero de veces que el punto decimal se desplaza hacia la derecha. Por ejemplo: 0.000 000 550 en notación científica es 5.5 x 10-7 0.000 000 011 se escribe en notación científica como 1.1 x 10-8 Los números expresados en notación científica pueden sumarse, restarse, multiplicarse, dividirse o elevarse a potencias, aplicando las leyes de los exponentes. 1) Cuando se suman dos o mas números en notación científica, debe cuidarse que tengan exponentes idénticos. 2) En la multiplicación, los exponentes se suman.M. C. Erick Flores 3) Cuando los números se dividen, al exponente del numerador se le resta el exponente del denominador. 4) Cuando un numero en notación científica se eleva a una potencia los exponentes se multiplican.
  • 65. 1.5.4 Notación científica Ejemplo: Realiza la siguiente suma: 1.54 x 1020 + 6.63 x 1021 1.54 x 1020 + 66.3 x 1021-1 = 1.54 x 1020 + 66.3 x 1020 = 67.84 x 1020 = 6.784 x 1021 Ejemplo: Realiza la siguiente resta: 1.6 x 10-18 - 6.3 x 10-20 1.6 x 10-18 – 0.063 x 10-20+2 = 1.6 x 10-18 – 0.063 x 10-18 = 1.537 x 10-18 Ejemplo: Realiza la siguientes multiplicaciones: (3.0 x 103)(2.5 x 105) = 7.5 x 103+5 = 7.5 x 108 (4.5 x 10-6)(5 x 102) 22.5 x 10-6+2 = 22.5 x 10-4 = 2.25 x 10-4+1 = 2.25 x 10-3M. C. Erick Flores
  • 66. 1.6 Metodología científica Para obtener conclusiones seguras y ordenadas. Investigación científica Conjunto de procedimientos planeados, ordenados y sistematizados. Método científico Adquirir, organizar y aplicar conocimientos. Estableció un método eficaz Padre de la FísicaM. C. Erick Flores Experimental. Galileo Galilei
  • 67. 1.6 Metodología científica ¿Qué es • Es un proceso ordenado (receta) método? ¿Qué es • Conjunto ordenado y clasificado ciencia? de conocimientosM. C. Erick Flores
  • 68. 1.6 Metodología científica Propiedades generales de la ciencia Consenso de la comunidad científicaM. C. Erick Flores
  • 69. 1.6 Metodología científica El método científico consta de los siguientes pasos: Observación Hipótesis Teoría, Ley o Experimentación principio Se reproducen Se establece Es la los fenómenos cuando se percepción o Posibles para comprueba que identificación soluciones. comprobar o una hipótesis esM. C. Erick Flores del problema. rechazar la completamente hipótesis. correcta.
  • 70. 1.6 Metodología científica Curiosidad Observación Hipótesis Predicciones Experimentos Publicar No Si ¿Qué falló? Consistencia No ¿Aceptación ComunidadM. C. Erick Flores Científica? Si Conocimiento
  • 71. 1.7 Conocimiento científicoM. C. Erick Flores
  • 72. 1.7 Conocimiento científicoM. C. Erick Flores
  • 73. 1.7 Conocimiento científico CONOCIMIENTO EMPIRICO • Es producido por el hombre. • No sigue un proceso metodológico. • Se percibe por los sentidos. • Existe en la naturaleza. • Forma parte de la vida cotidiana. CONOCIMIENTO CIENTIFICO • Es producido por el hombre. • Se basa en una metodología.M. C. Erick Flores • Se procesa mediante un método. • Se elabora en la ciencia o en el laboratorio. • Se investiga para encontrarlo.
  • 74. 1.7 Conocimiento científico El conocimiento científico tiene una de sus materializaciones en la física, que estudia a la naturaleza y que es considerada la madre de todas las ciencias, ya que las demás tienen origen o se fundamentan en ella. ¿Cómo explicar el funcionamiento del corazón y la transmisión del impulso nervioso, si no conocemos al menos temas básicos de electricidad?M. C. Erick Flores
  • 75. Actividad de aprendizaje Mediante el trabajo de colaboración y en equipo, emprendan una investigación para conocer el impacto en la sociedad de los siguientes cinco descubrimientos del siglo XX. Hay que destacar los beneficios logrados. Coméntelo en grupo y lleguen a una conclusión final. DESCUBRIMIENTO DE LA FISICA BENEFICIO PARA LA N° EN EL SIGLO XX SOCIEDAD 1 La televisión 2 El radar 3 Las computadoras 4 Las naves espaciales 5 El rayo laserM. C. Erick Flores
  • 76. Actividad de aprendizaje Realiza las siguientes actividades: 1. Desde hace miles de años el hombre ha acumulado conocimientos empíricos que aplica en la agricultura, la cerámica, la medicina, las artes y otras actividades. Anota cinco ejemplos de conocimiento empirico propio de la zona donde vives. Para llevar a cabo esta actividad, puedes hacer una investigación con las personas de tu colonia. 2. En los dos últimos siglos, y sobre todo en el presente, los conocimientos científicos obtenidos por experimentación y razonamiento han traído numerosos descubrimientos e inventos que sirven a la humanidad. A continuación, anota cinco ejemplos de conocimiento científico. Consulta una biblioteca o investiga en internet.M. C. Erick Flores
  • 77. UPAUniversidad Politécnica de Aguascalientes M.C. Erick Flores