1. 1
Ing° ROBERTO MOLINA CUEVA
FÍSICA 1

2. 
 Promover la importancia del estudio de la física
dentro de la formación profesional en Ingeniería.
 Determinar unidades de las magnitudes
fundamentales, aplicar los principios para convertir
unidades y calcular las cifras significativas de una
cantidad.
Propósitos
2

3. 
 Ciencia Fundamental
 Conectado con los principios básicos del universo.
 Genera las otras ciencias físicas.
 Se subdivide en 6 grandes áreas:
 Mecánica clásica
 Relatividad
 Termodinámica
 Electrodinámica
 Óptica
 Mecánica Cuántica
Física
3

4. 
 La mecánica y el electromagnetismo son pilares
sobre los que se sustenta todos los componentes de
la mecánica clásica.
 La física clásica tuvo su desarrollo antes de 1 900.
 Nuestro estudio comenzará con los fundamentos
básicos de la mecánica clásica.
 La mecánica clásica también se llama mecánica
newtoniana.
Física Clásica
4

5. 
 Incluye a la mecánica.
 Alcanza el mayor desarrollo con Newton, y
continuo a lo largo de la primera parte del siglo
XIX.
 Termodinámica.
 Óptica
 Electromagnetismo
 Todo lo último comenzó su desarrollo a finales
del siglo XIX.
Física Clásica, cont.
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6. 
 Comienza con el inicio del siglo XX.
 Procura explicar y sustentar fenómenos que normalmente
no pueden ser explicados por la física clásica.
 Incluye teorías de la relatividad y la mecánica cuántica.
Física Moderna
6

7. 
 Aún son importantes en muchas disciplinas.
 Un amplio rango de fenómenos pueden ser
explicados con la mecánica clásica.
 Muchos principios básicos se cumplen al interior de
otros fenómenos.
 Las leyes de conservación también pueden ser
aplicadas dierctamente en otras ramas de la física.
Mecánica Clásica, hoy
7

8. 
 Encontrar los límites numéricos de las leyes
fundamentales que gobiernan los fenómenos
naturales.
 Aplicar estas leyes para desarrollar teorías que
puedan predecir los resultados de futuros
experimentos.
 Expresar las leyes en el lenguaje matemático.
Objetivos de la Física
8

9. 
 Deben complementarse mutuamente.
 Cuando ocurre una discrepancia, la teoría puede
ser modificada.
 La teoría puede ser aplicada bajo condiciones
limitadas.
 Ejemplo: la mecánica newoniana esta confinada a
objetos que se mueven con velocidades inferiores a
la velocidad de la luz.
 Intenta desarrollar una teoría más general.
Teoría y Experimentos
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10. 
 En mecánica, tres son las cantidades básicas
empleadas:
 Longitud
 Masa
 Tiempo
 También se usan cantidades derivadas.
 Éstas cantidades pueden ser expresadas en términos
de las básicas.
Cantidades empleadas
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11. 
 Sistemas estandarizados
 Asignado por acuerdo de algunas
autoridades, usualmente
gobiernos.
 SI – Sistema Internacional
 Consenso adoptado en 1960 por
un comité internacional.
 Sistema empleado en éste curso.
Estandarización de Cantidades
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12. 
 Unidad
 SI – metro, m
 El metro es la longitud del trayecto recorrido en el
vacío por la luz durante un tiempo de 1/299 792
458 de segundo.
Longitud
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13. 
 Unidad
 SI – kilogramo, kg
 El kilogramo es la unidad básica
de masa del Sistema Internacional
de Unidades (SI), y su patrón se
define como la masa que tiene el
prototipo internacional,
compuesto de una aleación de
platino e iridio, que se guarda en
la Oficina Internacional de Pesos
y Medidas (BIPM) en Sevres,
cerca de París (Francia).
Masa
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14. 
 Unidad
 segundo, s
 El segundo (s) es la duración de 9 192 631 770
periodos de la radiación correspondiente a la
transición entre los dos niveles hiperfinos del
estado fundamental del átomo de cesio 133.
Tiempo
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15. 
 Cuando se escribe números con muchos dígitos, se
deja un espacio en grupos de tres, tanto en la parte
entera como en la parte decimal.
 El separador decimal es la coma
 Ejemplo:
 25 100
 5,123 456 789 12
Notación Numérica
15

16. 
 Cuando se resuelve un problema, se requiere
chequear la respuesta para ver si es razonable.
 Revisar las tablas de aproximaciones de valores
para la longitud, masa, y tiempo sirve para la
racionalidad de las respuestas.
Racionalidad de Resultados
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17. 
 Los prefijos corresponden a
potencias de 10.
 Cada prefijo tiene un
nombre específico.
 Cada prefijo tiene un
símbolo específico
 Los prefijos son usados con
cualquier unidad base.
 Examples:
 1 mm = 10-3 m
 1 mg = 10-3 g
Prefijos
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18. 
 Un modelo es un sistema de componentes físicos
 Identifique los componentes
 Haga las predicciones sobre el comportamiento
del sistema
 Las predicciones serán basadas en las
interacciones entre los componentes y/o basado
en las interacciones entre los componentes y el
ambiente
Construcción de Modelos
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19. 
Modelos de Materia
 Algunos griegos
afirman que la materia
esta constituida por
átomos.
 JJ Thomson (1897)
encontró electrones en
una masa compacta.
 Rutherford (1911)
núcleo central
envuelta por
electrones. 19

20. 
 El núcleo tiene estructura propia, contiene
proptones y neutrones.
 El número de protones indica el número atómico.
 El número de protones y neutrones representa el
número de masa.
 Tanto protones como neutrones están constituídos
por quarks.
Modelos de materia, cont
20

21. 
 La densidad es un ejemplo de una cantidad
derivada.
 Está definida como la masa por unidad de
volumen.
 Sus unidades son: kg/m3
Densidad
m
V
 
21

22. 
 La masa atómica esta
indicado por el total del
número de protones y
neutrones de un elemento
químico.
 Puede ser medido en
unidades de masa atómica,
uma
 1 uma = 1,6605387 x 10-27 kg
Masa Atómica
22

23. 
 Las dimensiones tienen un significado específico –
esto denota la naturaleza física de una cantidad.
 Las dimensiones son requeridas con los corchetes.
 Longitud [L]
 Masa [M]
 Tiempo [T]
 Intensidad de corriente [I]
 Intensidad luminosa [J]
 Temperatura termodinámica [θ]
 Cantidad de sustancia [N]
Cantidades Básicas y sus
dimensiones
23

24. 
 Técnica que sirve para corregir u obtener una
fórmula física.
 Las dimensiones (longitud, masa, tiempo, y sus
combinaciones) pueden ser tratadas como
cantidades algebraicas.
 adición, sustracción, multiplicación, división
 Todos los componentes de una fórmula física deben
tener las mismas dimensiones.
Análisis Dimensional
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25. 
 Dada la fórmula: x = ½ at 2
 Determinar las dimensiones de cada término:
 La expresión T2’se cancela, dejando a L como la
dimensión en cada término
 La ecuación es dimensionalmente correcta
 Las constantes son magnitudes adimensionales
Análisis Dimensional
LT
T
L
L 2
2

25

26. 
 Cuando la unidades no son consistentes, es
necesario transformar a las unidades apropiadas.
 Las unidades pueden ser tratadas como cantidades
algebraicas ya que pueden ser canceladas una con
la otra.
 Para convertir unidades se aplicará la técnica del
factor de cociente unitario.
Conversión de Unidades
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27. 
 Siempre es necesario incluir la unidad para cada
cantidad.
 Multiplicar el valor original por un equivalente que
genere la unidad requerida y elimine la unidad
dada.
 Ejemplo:
Conversión
, ?
,
,
, ,
15 0 in cm
1 in 2 54 cm
2 54 cm
15 0 in 38 1 cm
1 in


 
 
  27

28. 
 Un orden de magnitud es la clase de escala o
magnitud de cualquier cantidad, en la que cada
clase contiene valores en una proporción fija
respecto de la clase anterior. La relación de
proporción más utilizada es 10. Por ejemplo, se dice
que dos números difieren 3 órdenes de magnitud si uno
es 1000 veces más grande que el otro. El uso más
extendido de describir los órdenes de magnitud es
mediante la notación científica y las potencias de
diez.
Orden de Magnitud
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29. 
 El cálculo de la incertidumbre de una medición es
uno de los requerimientos de la norma ISO 17025.
 La importancia de la incertidumbre es que la misma
expresa los errores aleatorios y sistemáticos,
mientras que la desviación estándar indica los
errores aleatorios y el sesgo los errores sistemáticos.
 Es necesario aplicar un procedimiento especifico
para la determinación de dicha incertidumbre.
Incertidumbre en las
medidas
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30. 
 Una cifra significativa es confiable y
conocida
 El cero, puede o no ser cifra significativa
 La posición de la coma decimal no es determinante en la
identificación de las cifras significativas.
 Una forma de remover la ambigüedad en las mediciones
consiste en usar la notación científica.
 En la mediciones, las cifras significativas
incluyen los primeros dígitos estimados.
Cifras Significativas
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31. 
 0,0075 m tiene dos cifras significativas
 Los ceros solamente reservan los lugares
 La notación científica muestra más claramente las
dos cifras significativas: 7,5 x 10-3 m
 10,0 m tiene tres cifras significativas
 El punto decimal otorga la fiabilidad de la medida.
 1500 m es ambiguo
 Si se expresa: 1,5 x 103 m tiene dos c.s.
 Si se expresa: 1,50 x 103 m tiene tres c.s.
 Si se expresa: 1,500 x 103 m tiene cuatro c.s.
Cifras Significativas
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32. 
 Cuando se suma o se resta, el número de cifras
decimales en el resultado debe ser igual al término
que tiene la menor cantidad de cifras decimales.
 Ejemplo: 135 cm + 3,25 cm = 138 cm
 El número 135 limita a la respuesta a no tener cifras
decimales.
Cifras significativas
Adición y Sustracción
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33. 
 Cuando se multiplica o divide, el número de cifras
significativas en la respuesta final es el mismo que
el número de cifras significativas que tiene la
cantidad con menor número de cifras significativas.
 Ejemplo: 25,57 m x 2,54 m = 62,6 m2
 El número 2,54 limita al resultado a tener 3 cifras
significativas.
Cifras significativas
Multiplicación y división
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34. 
 El último dígito debe aumentarse en 1 si el último
dígito es más de 5.
 El último digito se deja tal cual si la última cifra es
menos que 5.
 Si la última cifra a eliminar es 5, se deja igual si la
cifra anterior es par, se agrega 1 si la cifra es impar.
 Debe procurarse la aproximación al resultado final
para evitar la acumulación de errores.
Aproximación (redondeo)
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