EL PRESENTE ARCHIVO CONTIENE TEORÍA Y TAREA PARA FÍSICA DE NUTRICIÓN Y BIOLOGÍA.

1. CATEDRATICO: Ing. Cesar A. García Nájera
FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS Y FARMACIA, FISICA PARA NUTRI Y BIOLOGIA.
2º. SEMESTRE 2016.
Unidad I Física y sistemas de medida
Introducción
En la presente unidad se da un breve resumen sobre lo que es Física y sus teorías, además se
hace una clasificación de los sistemas de medida más utilizados en Guatemala, cuyo tema es
muy importante en la Física ya que es necesario hacer mediciones en nuestro entorno debido a
que se miden masas, longitudes, tiempos y otros.
Finalmente el objetivo que se pretende en esta unidad es que el estudiante por medio de las
diversas actividades como lecturas, estudios de casos, videos, hojas de trabajo y foro, logre
retener todo lo relacionado con las teorías de Física, sistemas de medida y lo pueda aplicar a
la resolución de problemas de todo tipo.
Conceptos básicos Física
La Física es una ciencia natural que estudia las propiedades del espacio, el tiempo, la materia
y la energía, así como sus interacciones.
La Física no es sólo una ciencia teórica, es también una ciencia experimental. Como toda
ciencia, busca que sus conclusiones puedan ser verificables mediante experimentos y que la
teoría pueda realizar predicciones de experimentos futuros.
Sistemas de unidades de medidas Unidades fundamentales
Unidades de base:
Longitud, metro; de masa, kilogramo; de tiempo, segundo; de intensidad de corriente
eléctrica, ampere; de temperatura termodinámica, kelvin; de intensidad luminosa, candela,
fundamentándose así el Sistema Internacional.
El sistema técnico inglés es ampliamente usado en Estados Unidos y en algunos países de
centro y Sudamérica con tradición británica por la relación comercial que existe entre estos
países. Las unidades básicas correspondientes a estas cantidades se pueden resumir en la
siguiente tabla, la que presenta dos sistemas de medida, el Sistema Internacional SI y el
sistema Técnico Inglés.
UNIDADES DE CANTIDADES FÍSICAS
FUNDAMENTALES
SISTEMA MASA LONGITUD TIEMPO
SISTEMA INTERNACIONAL Kilogramo
kg
Metro
m
Segundo
s
TÉCNICO INGLES slug Pie
p
Segundo
s
CENTIMETRO-GRAMO-SEGUNDO GRAMO
g
CENTIMETRO
cm
SEGUNDO
s
1

2. TEXTO DIDACTICO DE FISICA GENERAL DE APOYO A SU LIBRO DE TEXTO
Factor de conversión y conversiones
Un factor de conversión o de unidad es una relación en la que el numerador y el
denominador son medidas iguales expresadas en unidades distintas, de tal manera, que esta
fracción tiene un valor igual a la unidad.
Ejemplo: 1
100
1

scentimetro
metro
ALGUNOS PREFIJOS IMPORTANTES:
1 kilómetro = 1000 m 1 kilo = 1000
1 kilogramo = 1000 gramos. 1 kilowatt = 1000 watt.
1 nanómetro = m9
10
1 micrómetro = m6
10
Densidad
La densidad  de una sustancia es su masa por unidad de volumen
V
m
 , se expresa en




3
m
kg
en el SI.
EJEMPLOS RESUELTOS
PROBLEMA 1
Si el periodo o (P) (tiempo en segundos que le toma a un péndulo simple completar
una oscilación), está dado por la ecuación:
g
L
kP  Donde
L = longitud en metros y g = aceleración de la gravedad en m /s2
¿Determine la unidad de medida de k?:
RESOLUCION:
Para determinar la unidad de medida de k despejamos de la ecuación el valor de k y luego
sustituimos, la dimensión del periodo es , longitud y de g es 



2
T
L
,
al simplificar, K es adimensional
PROBLEMA 2
Si la densidad del mercurio es 13.6 



3
cm
g
,
Calcule: la densidad del mercurio en el sistema internacional.
RESOLUCION:
De la tabla de unidades de medida sabemos que 1 kg = 1000 g 1m = 100 cm
2

3. TEXTO DIDACTICO DE FISICA GENERAL DE APOYO A SU LIBRO DE TEXTO
La unidad de medida de la densidad de en el sistema SI, es 



3
m
kg
, por lo cual para
convertirlo se multiplica 





3
13.6
cm
g
por los factores de conversión, siguientes






3
13.6
cm
g
= 

















3
3
3
)1(
)100(
1000
1
13.6
m
cm
g
kg
cm
g
Al efectuar las multiplicaciones, se cancelan los gramos, y los centímetros cúbicos y queda
así: 13.6 



3
cm
g
= 



3
600,13
m
kg
PROBLEMA 3
La tierra tiene la forma aproximada de una esfera, calcule su densidad en el sistema
internacional.
RESOLUCIÓN:
De los datos físicos usados con frecuencia, del libro de texto:
kgxtierraladeMasa 24
1098.5 , mxtierraladepromedioRadio 6
1037.6
La unidad de medida de la densidad de la tierra en el sistema SI, es 



3
m
kg
Sabemos que la
tierra se considera como una esfera, y la expresión para calcular su densidad es:
3
3
4
r
m
Volumen
masa

  ,
Al efectuar las operaciones, queda así:  24.523,5 



3
m
kg
ACTIVIDAD 1 HOJA DE TRABAJO
A continuación encontrará 5 expresiones, algunas verdaderas y otras falsas,
identifique las verdaderas colocando una “V” en el CUADRO a la derecha de cada una
y una “F” cuando la considere falsa.
1 La unidad de la DENSIDAD en el sistema Internacional es el Newton/m2
2 La MASA en el Sistema Internacional se mide en Newton
3 La MASA en el Sistema Técnico Ingles se mide en slug
3

4. TEXTO DIDACTICO DE FISICA GENERAL DE APOYO A SU LIBRO DE TEXTO
4 La longitud en el Sistema Técnico Ingles se mide en metros
5 La longitud en el Sistema Internacional se mide en pies
A continuación encontrará en la parte izquierda 7 unidades de medida. A la derecha
7 cantidades físicas acompañadas de un cuadro a la derecha. Coloque en el cuadro
el numeral que considere identifica a las unidades, del Sistema Internacional, con
que se mide esa cantidad física.
1 metro Area
2 m2
Tiempo
3 m3
Longitud
4 metro/ segundo Volumen
5 kilogramo Masa
6 segundo Densidad
7 Kg/m3
Velocidad
ACTIVIDAD 1 ESTUDIO DE CASO EL TESORO PERDIDO:
En este momento usted ya ha leído el marco teórico y ejemplos resueltos anteriores y está en
capacidad de involucrarse con el objetivo de que aplique el concepto y cálculo de
densidades para descifrar el tipo de material que se desconoce en el siguiente caso.
Para ello, usted individualmente o en grupo le toca ayudar a un señor que ha encontrado
un tesoro perdido que consiste en lingotes de materiales que él desconoce pero si sabe que
tienen forma cilíndrica, forma esférica y cúbica.
El señor le pide a usted:
1. Descifrar de qué material son los lingotes que ha encontrado con la siguiente
información:
 Lingotes cilíndricos tamaño: Diámetro 6 cm, altura 25 cm y masa 7.422 kg
 Lingotes esféricos de dos tamaños: Diámetros 8 cm, 12 cm, masa 5,174g y 19362.3 g
respectivamente.
 Lingotes cúbicos de un sólo tamaño de 10 cm, por arista y masa
7,800 g.
2. Asimismo él le solicita que le den los datos calculados en los dos sistemas de medida
estudiados en este tema, para ello aplicará factores de conversión.
4

5. TEXTO DIDACTICO DE FISICA GENERAL DE APOYO A SU LIBRO DE TEXTO
ACTIVIDAD 3 HOJA DE TRABAJO
A continuación encontrará 6 preguntas con cuatro opciones, en las cuales
seleccione la que usted considere correcta y enciérrela con un círculo.
1. Para convertir una velocidad expresada en
h
km
a
s
m
¿Qué debe hacer?
a) Multiplicar por 60 b) Multiplicar por 3600
c) Dividir por 3.6 d) Multiplicar por 3.6
2. ¿Cuál de las siguientes ecuaciones es dimensionalmente correcta?.
a)
2
).).
2
1
) atvdatvycattvybatv oo 
3. La densidad del mercurio es 13. 6 3
/ cmg , si 1kg = 1000 g, 1 m = 100 cm
¿La densidad del mercurio en 3
/ mkg es?
a) 13,600 b) 136,000. c) 1, 360,000 d) 13, 600,000.
4. De las siguientes opciones, ¿Cuál es una unidad fundamental del sistema
internacional?
a) Pulgada b) Kilogramo c) Newton d) Minuto.
5. Si de la Ciudad Capital hacia Puerto barrios hay una distancia de 298 kilómetros,
¿A cuánto equivale en millas? (1 mi = 1.609 km)
a) 139.84 b) 362.02 c) 1.39 d) 3.62
6. La ley de Newton de gravitación universal está representada por 2
R
GMm
F 
En la cual F es la fuerza de gravedad, con unidad de medida kg.m/ s 2
, M y m
son masas medidas en kg y R es una longitud medida en metros, en el
Sistema internacional. Las unidades en el SI de la constante de
proporcionalidad G son?
a. 3
2
.
m
skg
b. 3
2
.
s
mkg
c. 2
3
.skg
m
d.
m
skg 2
.
e. NAC
ACTIVIDAD 4 HOJA DE TRABAJO
A continuación encontrará 5 preguntas de conversiones, escriba su respuesta
dejando el procedimiento.
1. Expresar en un flujo de líquido (Q) de 60 : ______________________
2. Expresar en atmósferas y milímetros de mercurio una presión de 35 , Si 760 mm
de mercurio = 1 atmósfera = 1.013x105
,
3. Convertir 2,352 Segundos a Años.
4. Convertir 1.1 millas/Hora a metros/segundo.
5

6. TEXTO DIDACTICO DE FISICA GENERAL DE APOYO A SU LIBRO DE TEXTO
5. Si la aceleración de un auto es de 20 km/h2
, convierta esta aceleración a unidades del
Sistema Internacional, Técnico Ingles, y cgs.
SISTEMAS MÁS USADOS, CANTIDADES FUNDAMENTALES, CANTIDADES DERIVADAS Y
FACTORES DE CONVERSIÓN DE UNIDADES.
Cantidades Fundamentales Cantidades derivadas
Sistema MASA LONGITUD TIEMPO FUERZA PRESIÓN VELOCIDAD CAUDAL GRAVEDAD
SISTEMA
INTERNACIONAL
kilogramo
Kg
Metro
m
Segundo
s
Newton
N
N / m
2
m / S m
3
/ S 9.81 m/ s
2
TECNICO INGLES Slug Pie Segundo
s
Libra
lb
lb / P
2
p / S p
3
/ S 32.2 p/ s
2
CENTIMETRO
GRAMO
SEGUNDO
Gramo
g
Centímetro
cm
Segundo
s
Dina Dina/ cm
2
cm / S cm
3
/ S 981 cm/ s
2
1kg =
1000 g
1 kg =
0.0685
slug
1 m =
100 cm
1m =
3.28 p
1N =
105
Dinas
1 N =
0.2248
lb
MULTIPLO PREFIJO SIMBOLO
10
12
Tera T
10
9
Giga G
10
6
Mega M
10
3
kilo K
SUBMULTIPLO PREFIJO SIMBOLO
10
-3
Mili m
10
-6
Micro
10
-9
Nano n
10-
12
pico p
6