SlideShare una empresa de Scribd logo
1 de 68
Descargar para leer sin conexión
Curso de Física I

   Aminta Mendoza
    Of.
    Of 352 Edif 404
gamendozab@unal.edu.co


  Lunes 9 a.m. a 11 a.m.
*Miércoles
*Mié l 9 a.m. a 11 a.m.
Clas f a n d
          Clasificación de las ciencias
                                  n as
Ciencias formales:
Estudian ideas                                                 Las
Demuestran  con base en principios lógicos o             matemáticas,
matemáticos                                              la estadística
No confirman experimentalmente.


Ciencias empírica:
El conocimiento proviene de fenómenos observables y       Ciencias
capaces de ser evaluados por otros investigadores que 
trabajen bajo las mismas condiciones
t b j b j l        i        di i                          naturales
Estudian hechos naturales o sociales
Comprueban mediante la observación y la                   Ciencias
experimentación.
experimentación                                           sociales
                                                            ci l
Crean hipótesis
Formulan teorías o leyes.
Física

                                       Física de los Mesones
Acústica                               Física Aeronáutica
                                         s ca e o áut ca
Astrofísica                            Física Forense
Astronomía‐Astrofísica                 Física Matemática
Biofísica                              Física Médica 
Física de la complejidad
Física de la complejidad               Física Nuclear
                                       Fí i N l
Computación cuántica                   Físico Química
Cuántica                               Geofísica
Electromagnetismo                      Historia y Epistemología
                                                y p          g
Espintrónica                           Mecánica y cinemática
Estadística                            Nanomateriales y Nanotecnología
Estado sólido                          Neurofísica 
Física Atómica
Física Atómica                         Optica y Fotónica
                                       Optica y Fotónica
Física del caos                        Relatividad
Física del Medio ambiente              Teoría de Campo
Física de satélites y comunicaciones   Teoría de la Unificación 
                                       Teoría de partículas 
                                       Termodinámica
Física clásica
Incluye principios desarrollados casi todos
antes de 1900
Mecánica
   Principamente desarrollada por Newton,y continuó
   desarrollándose en el siglo XVIII
   d      llá d        l i l
Thermodinámica, óptica y electromagnetismo
   Desarrollado a finales del siglo XIX
   Comenzaron a estar disponibles equipos para
   controlar los experimentos
Modelo de la materia

• Grecia la materia esta
  hecha de átomos sin
  estructura
• JJ Thomson (1897)
  encontró los electroneos y
  mostro estructura del
  átomo
• Rutherford (1911)
  identificó l
  id tifi ó el nucleo
                  l
  central rodeadopor
  átomos
Física Moderna
Relatividad
R l ti id d especial
                 i l
• Describe correctamente objetos cuyo
                              j       y
  movimiento es cercano a la velocidad de la luz
• Modifica los conceptos tradicionales de
  espacio, tiempo y energía
• Muestra el limite de c y la relacion E m
                                       E,
 Mecánica Cuántica
  Se formuló para d
  S f       ló    describir f ó
                       ibi fenómenos fí i
                                     físicos a
  nivel atómico
  Ha permitido el d
           i id l desarrollo d muchos di
                         ll de    h dispositivos
                                             ii
  prácticos
Física clásica
Incluye principios desarrollados casi todos
antes de 1900
Mecánica
   Principamente desarrollada por Newton,y continuó
   desarrollándose en el siglo XVIII
   d      llá d        l i l
Thermodinámica, óptica y electromagnetismo
   Desarrollado a finales del siglo XIX
   Comenzaron a estar disponibles equipos para
   controlar los experimentos
PRIMER PARCIAL Agosto 23
SEGUNDO PARCIAL Septiembre 20
TERCER PARCIAL Noviembre 15
grupo 5          grupo 6       grupo 7        grupo 8
  lunes     01-Ago                                    sin clase      sin clase
 martes     02 Ago
            02-Ago      clase 1. unidades,dimensiones y notacion cientifica
                                      incertidumbres
miercoles   03-Ago    taller 1_ AM         JFL
                                                                     incertidumbres
 jue es
 jueves     0
            04-Ago
                go                                     ta e
                                                       taller 1 AM         DR
                     incertidumbres
viernes     05-Ago        JFL          taller 1 AM
                                                     incertidumbres
  lunes     08-Ago                                         ??          taller 1
 martes     09-Ago                  clase 2. movimiento rectilineo
miercoles   10-Ago      taller 2      lab rectilineo
 jueves     11-Ago                                      taller 2    lab rectilineo
 viernes    12-Ago   lab rectilineo      taller 2
   lunes    15-Ago                                       fiesta         fiesta
  martes    16-Ago               clase 3. movimiento en 2 dimensiones
                                          lab 2
miercoles   17-Ago      taller 3       dimensiones
                                                                         lab 2
 jueves     18-Ago                                      taller 3      dimensiones
                         lab 2
viernes     19-Ago    dimensiones        taller 3
                                                         lab 2
  lunes     22-Ago                                    dimensiones     taller 2 y 3
 martes     23-Ago                            I PARCIAL
Agosto 23
    Septiembre 20
Noviembre 15
          Noviembre 22
Talleres
• Cuaderno individual de 50 hojas. Obligatorio en
  cada sesión de taller.
    d     ió d     ll

• En cada sesión cada estudiante debe llevar 10
  ejercicios preparados y/o la tarea asignada en la
  magistral.

• Trabajarán en grupos de 3 y cada sesión se
  recogerá un cuaderno de los 3, al azar!!
¿Cómo estudio física?
La preparación y el trabajo duro son la clave para cualquier
empresa de aprendizaje exitosa. Pero un factor que no se
                        exitosa
menciona con frecuencia es la organización.


                                        En las siguientes
                                         diapositivas se
                                         di     ii
                                        analizarán varias
                                        sugerencias para
                                       aprender principios
                                            de física.
Organización
Recopile materiales:
• Libro de texto
• Cuaderno de apuntes
• Cuaderno de ejercicios
  (taller)
• CD de tutoriales
• Calculadora científica
• “Perforadora”
• Tijeras
• Transportador (ángulos)
• Cinta adhesiva
• Otros suministros
Encuentre un compañero de clase
                      p

El primer día de clase encuentre a
alguien que quiera ser su
compañero de clase.
    p

Asegúrese de conseguir su
nombre, número telefónico
y horario.

El “sistema de compañeros” es su red de seguridad
para clases perdidas, resúmenes, tareas, ensayos
            perdidas resúmenes tareas
devueltos, clarificación, etc.
Aprendizaje oportuno
El aprendizaje oportuno es aprendizaje eficiente.
Es j
E mejor estudiar una hora cada día que
             t di       h     d dí
atiborrarse los fines de semana.

Después de cada clase, use
su siguiente periodo libre
para reforzar su
comprensión.
     p
Si espera hasta el fin de semana, debe dedicar
tiempo valioso sólo para reconstruir la información.
                                        información
Fuera del salón de clase
El aprendizaje rara vez se
completa en clase. Para
      l t      l    P
reforzar el aprendizaje, debe
resolver problemas por su
cuenta tan pronto después de
clase como sea posible.


Trate primero, busque ayuda si
es necesario revise ejemplos
   necesario,       ejemplos,
trabaje con otros. Resolver
problemas es la principal forma
de
d aprender.
         d
Quejas de los estudiantes de
          física principiantes

•   Tengo un mal maestro.
•   ¡No puedo leer este libro!
•   No estoy preparado para esto.
•   No tengo suficiente tiempo.



• Tengo problemas: empleo, padres, amigos...
• Cuatro (cinco, seis, siete…) cursos y un
  laboratorio... ¡es demasiado!
¡Es su responsabilidad!
Por duro que suene, la responsabilidad última de
aprender descansa en usted y nadie más.
Busque ayuda si la necesita. Revise otros libros
                    necesita
de la biblioteca. Recurra tutoriales en internet.
Repase matemáticas. Sepa cuándo están
        matemáticas
programados los exámenes. Contacte a su
instructor o profesor de talleres.
             p
 Emprenda acciones: ¡Nunca deje que cosas fuera
 de su control eviten que usted logre sus metas!
¡La nota final la obtiene usted!
El profesor no puede ni debe realizar ningún cambio
en la nota obtenida.

Este curso permitiría mejorar su promedio, pero
ello requiere trabajo de su parte.
Aprobar l
A b el curso d    depende d su trabajo.
                        d de       b j

 Comience ahora a aprobar su curso!
 C i       h          b           !
Cantidades físicas
     Una cantidad física es una propiedad
    cuantificable o asignable adscrita a un
   fenómeno, cuerpo o sustancia particular.




Longitud          Carga
                                    Tiempo
                  eléctrica
Unidades de medición
Una unidad es una cantidad física particular con la que
se comparan otras cantidades del mismo tipo para
                      id d d l i          i
expresar su valor.

                   Un metro es una unidad establecida
                   para medir longitud.

 Medición del         Con base en la definición, se
 diámetro del         dice
                      di que el diámetro es 0 12 m o
                               l diá t        0.12
 disco.               12 centímetros.
Unidad SI de medición para
                longitud
Un metro es la longitud de la ruta recorrida por una
onda luminosa en el vacío en un intervalo de
tiempo de 1/299,792,458 segundos.
    p           , ,         g




                       1m
                              1
                      t=             segundo
                         299,792,458
                         299 792 458
Unidad SI de medición de masa

El kilogramo es la unidad de masa – es igual a la
masa del prototipo internacional del kilogramo.


                     Este estándar es el único que
                     requiere comparación para
                     validar un artefacto. En la
                     Oficina Internacional de Pesos y
                     Medidas hay una copia del
                     estándar.
Unidad SI de medición de tiempo

El segundo es la duración de 9 192 631 770 periodos
de la di ió
d l radiación correspondiente a la transición entre
                          di       l      i ió
los dos niveles hiperfinos del estado base del átomo
de cesio 133.
         133

                            Reloj atómico de fuente
                                 j
                            de cesio: El tiempo
                            primario y la frecuencia
                            estándar para el USA
                            (NIST)
Siete unidades fundamentales
   Website: http://physics.nist.gov/cuu/index.html

      Cantidad                     Unidad            Símbolo

      Longitud                      Metro              m
         Masa                    Kilogramo             kg
       Tiempo                      Segundo
                                   Seg ndo              s
 Corriente eléctrica               Ampere              A
    Temperatura                     Kelvin             K
Intensidad luminosa                Candela             cd
Cantidad de sustancia                Mol              mol
Cantidades fundamentales y sus
           unidades

Cantidad fundamental         Unidad

                          Estadio, vara,
     Longitud          cuarta, brazada, año
                               luz…
                        Libra, deben(en el
                             ,      (
        Masa
        M
                         antiguo egipto)…

                        Estación, año,
                        Estación año un
       Tiempo
                       tabaco, un jornal…
Cantidades fundamentales y sus
           unidades
     Cantidad         Unidades en el SI
     Longitud             Metro (m)
       Masa            Kilogramo (kg)
      Tiempo             Segundo (s)
    Temperatura          Kelvin (K)
Corriente electrica      Amperio (A)
Intensidad Luminosa      Candela (C)
   Cantidad de            Mol (mol)
    Sustancia
Unidades: longitud, masa y tiempo
Longitud: Es la distancia entre dos puntos del espacio.
   g                                p            p
      Unidad: el metro
      Se habia defiinido como : una millonésima de la distancia del
      polo norte al ecuador
      Actualmente: la distancia que viaja la luz en el vacío en
      1/299,792,458 de segundo
Masa: “Permite cuantificar la cantidad de materia”
      Unidad: el kilogramo
      Es la masa de un cilindro de platino-iridio, conservado en el
                                     p            ,
      International Bureau of Weights and Standards, Sèvres,
      France.
Tiempo:magnitud física que mide la duración o separación de
      acontecimientos
      Unidad: el segundo
      Desde
      D d 1967 s el tiempo que tarda l radiación d l á
                      l i              d la di ió del átomo d   de
      cesium-133 en completar 9,192,631,770 oscilaciones.
PARA ILUSTRAR UN POCO
                           Actualmente se adopta como patrón para el
                           denominado TIEMPO UNIVERSAL
                           COORDINADO, un promedio de las horas
                           marcadas por aproximadamente 200 relojes
                           de
                           d cesio instalados en 55 lugares diferentes
                                 i i     l d         l      dif
                           del mundo, consiguiendo una precisión mejor
                           de un nanosegundo (una mil millonésima
                           fracción de segundo) p día.
                                          g    ) por




Cilindro de platino-
iridio, conservado en el
International Bureau of
Weights d S d d
W i h and Standards,
Sèvres, France.
Unidades para mecánica
En mecánica sólo se usan tres cantidades fundamentales:
masa, longitud y tiempo. Una cantidad adicional, fuerza, se
deriva de estas tres.

        Cantidad        Unidad SI      Unidad USCS

          Masa        kilogramo (kg)    slug (slug)

         Longitud       metro (m)         pie (ft)

         Tiempo        segundo (s)     segundo (s)
Cantidades más usadas en Mecánica
• En mecánica se usan tres cantidades básicas
   – Logitud
   – Masa
   – Tiempo
   O también conocidas como cantidades fundamentales.

• También se usan cantidades derivadas
   – E
     Estas cantidades pueden ser expresadas en términos d l
               id d       d              d       é i    de las
     cantidades básicas
      • Ejemplo: Area: es el producto de dos longitudes
          j p                  p                  g
           – Area es una cantidad derivada
           – Longitud es una cantidad básica ó fundamental
Sistemas de unidades
Sistema SI: Sistema internacional de unidades
establecido por el Comité Internacional de Pesos y
Medidas. Dichas unidades se basan en definiciones
estrictas y son las únicas unidades oficiales para
  ti t          l ú i        id d    fi i l
cantidades físicas.

Unidades usuales en EUA (USCU): Unidades más
antiguas todavía de uso común en Estados Unidos, p
    g                                           , pero
las definiciones se deben basar en unidades SI.
Procedimiento para convertir unidades


1. Escriba la cantidad a convertir.
2. Defina cada unidad en términos de la unidad
   deseada.
   d     d
3. Por cada definición, forme dos factores de
   conversión,
   conversión uno como recíproco del otro.
                                        otro
4. Multiplique la cantidad a convertir por aquellos
   factores que cancelarán todo menos las
            q
   unidades deseadas.
Ejemplo 1: Convertir 12 in a centímetros
                            in.
           dado que 1 in. = 2.54 cm.
Paso 1: Escriba la cantidad a       12 in.
convertir.

Paso 2. Defina cada unidad         1 in. = 2.54 cm
en términos     de la unidad
deseada.
                                     1 in.
Paso 3. Para cada definición,
                            ,      2.54
                                   2 54 cm
forme dos factores de                  2.54 cm
conversión, uno como el            1in. =1 2.54
                                           in   cm
recíproco del otro.             2.54 cm      1 in.
Ejemplo 1 (cont.): Convertir 12 in. a
       centímetros d d que 1 in. = 2.54 cm.
           tí t dado          i     2 54
                               1 in.       2.54 cm
  Del paso 3.                     o
                             2.54 cm         1 in
Paso 4. Multiplique por aquellos factores que
cancelarán todo menos las unidades deseadas. Trate
algebraicamente los símbolos de unidades.
              ⎛   1 in. ⎞        in.2     ¡Mala elección!
       12 in. ⎜         ⎟ = 4.72
              ⎝ 2.54 cm ⎠        cm

              ⎛ 2.54 cm ⎞
       12 in. ⎜         ⎟ = 30.5 cm     ¡
                                        ¡Respuesta correcta!
                                            p
              ⎝ 1 in. ⎠
Ejemplo 2: Convertir 60 mi/h a unidades de km/s
           dado 1 mi. = 5280 ft y 1 h = 3600 s.
Paso 1: E ib la cantidad a
P    1 Escriba l     id d                mi
                                      60
convertir.                                h
Nota: Escriba las unidades de modo que los
numeradores y denominadores de las fracciones sean
claros.
claros
Paso 2. Defina cada unidad en términos de las unidades
deseadas.
deseadas
              1 mi. = 5280 ft

              1 h = 3600 s
Ej. 2 (cont): Convertir 60 mi/h a unidades de km/s
           dado que 1 mi. = 5280 ft y 1 h = 3600 s.
Paso 3. Para cada definición, forme dos factores de
conversión, uno como recíproco del otro.

                             1 mi
                                i         5280 ft
                                               f
1 mi = 5280 ft                         or
                            5280 ft        1 mi

1 h = 3600 s                  1h       3600 s
                                    or
                             3600 s     1h
 El paso 3, que se muestra aquí por claridad, en realidad
 se puede hacer mentalmente y no se necesita escribir.
Ej. 2 (cont.): Convertir 60 mi/h a unidades de ft/s
         dado que 1 mi. = 5280 ft y 1 h = 3600 s.
Paso 4. Elija factores para cancelar las unidades no
           j           p
deseadas.

      mi ⎛ 5280 ft ⎞⎛ 1 h ⎞
    60 ⎜           ⎟⎜     ⎟ = 88.0 m/s
      h ⎝ 1 mi ⎠⎝ 3600 s ⎠


   Tratar algebraicamente la conversión de
   unidades ayuda a ver si una definición se
   usará como multiplicador o como divisor.
                    p
Incertidumbre de medición
Todas las mediciones se suponen aproximadas con el
                          p      p
último dígito estimado.

                                 Aquí,
                                 Aquí la longitud
                                 en “cm” se
    0         1         2        escribe como:
                                 1.43 cm


   El último dígito “3” se estima como 0.3 del
   intervalo entre 0.3 y 0.4.
                   03 04
Mediciones estimadas (cont.)
                                   (cont )


 Longitud = 1.43 cm
     i d                       0        1        2

 El último dígito es estimación, pero es significativo.
 Dice que la longitud real está entre 1.40 cm y 1.50 cm.
 Sin b
 Si embargo, no sería posible estimar otro dígito, como
                      í    ibl     i         dí i
 1.436.

Esta medición de longitud se puede dar a tres dígitos
significativos,
significativos con el último estimado.
                             estimado
Cifras significativas y números
Cuando se escriben números, los ceros que se usan SÓLO
para ayudar a ubicar el punto decimal NO son
significativos, los otros sí. Vea los ejemplos.

     0.0062 cm    2 cifras significativas
    4.0500
    4 0 00 cm    5 cifras significativas
                    if     i ifi i
    0.1061 cm     4 cifras significativas
    50.0 cm      3 cifras significativas

    50,600
    50 600 cm    6!! cifras significativas
Regla 1. Cuando se multiplican o dividen números
aproximados, el número de dígitos significativos en la
      i d       l ú       d dí i     i ifi i        l
respuesta final es el mismo que el número de dígitos
significativos en el menos preciso de los factores.
                                          factores


                       45 N
 Ejemplo:     P=                   = 6.97015 N/m 2
                 (3.22 m)(2.005 m)
                 (      )(       )
El factor menos significativo (45) sólo tiene dos (2)
                               (45)
dígitos,
dígitos así que sólo se justifican dos en la respuesta.
                                             respuesta

La forma correcta de escribir
                                  P = 7 0 N/ 2
                                      7.0 N/m
la respuesta es:
Regla 2. Cuando se suman o restan números
aproximados, el número de dígitos significativos será
      i d      l ú       d dí i     i ifi i         á
igual al número más pequeño de lugares decimales de
cualquier término en la suma o diferencia.
                               diferencia


Ej: 9.65 cm + 8.4 cm – 2.89 cm = 15.16 cm
Note que la medición menos precisa es 8 4 cm. Por
                                         8.4 cm
tanto, la respuesta debe estar a la décima de cm más
cercana aun cuando requiera 3 dígitos significativos.
                       q           g      g

La forma correcta de                  15.2
                                      15 2 cm
escribir la respuesta es:
Ejemplo 3. Encuentre el área de una placa metálica
          que mide 8.71 cm por 3.2 cm.

    A = LW = (8.71 cm)(3.2 cm) = 27.872 cm2

    Sólo 2 dígitos justificados:        A = 28 cm2


 Ejemplo 4. E
 Ej    l 4 Encuentre el perímetro de la placa
                   t l      í t d l l
 que mide 8.71 cm de largo y 3.2 cm de ancho.
p = 8.71 cm + 3.2 cm + 8.71 cm + 3.2 cm

Respuesta a décimas
R      t dé i            de
                         d         p = 23 8 cm
                                       23.8
cm:
Redondeo de ú
             R d d d números
Recuerde que las cifras significativas se aplican al
          q               g                p
resultado que reporte. Redondear sus números en el
              reporte.
proceso puede conducir a errores.

       Regla: Siempre retenga en sus cálculos al
       menos una cifra significativa más que el
       número que debe reportar en el resultado.


Con las calculadoras, usualmente es más fácil conservar todos los dígitos
hasta que reporte el resultado.
Reglas para redondeo de números

Regla 1
R l 1. Si el resto más allá del último dígito a reportar
           l t á llá d l últi dí it                  t
es menor que 5, elimine el último dígito.

Regla 2. Si el resto es mayor que 5, aumente el dígito
final por 1.

Regla 3. Para evitar sesgos de redondeo, si el resto es
      3.
exactamente 5
e actamente 5, entonces redondee el último dígito al
número par más cercano.
                 cercano.
Verificar los siguientes ejemplos
Regla 1. Si el resto más allá del último dígito a
reportar es menor que 5, elimine el último dígito.
     t                 5 li i       l últi  dí it
Redondee lo siguiente a 3 cifras significativas:

   4.99499        se vuelve    4.99

   0.09403        se vuelve 0.0940

   95,632       se vuelve     95,600

   0.02032
   0 02032        se vuelve   0.0203
                              0 0203
Verificar los siguientes ejemplos
Regla 2. Si el resto es mayor que 5, aumente el
dígito fi l
dí i final por 1.1
Redondee lo siguiente a 3 cifras significativas:

  2.3452         se vuelve    2.35

   0.08757        se vuelve    0.0876

   23,650.01      se vuelve    23,700

   4.99502
   4 99502      se vuelve     5.00
                              5 00
Verificar los siguientes ejemplos
                      g         j p
Regla 3. Para evitar sesgos de redondeo, si el resto es
exactamente 5, entonces redondee el último dígito al
número par más cercano.
                 cercano.
Redondee lo siguiente a 3 cifras significativas:

    3.77500        se vuelve    3.78

    0.024450       se vuelve    0.0244

    96,6500        se vuelve   96,600

    5.09500        se vuelve    5.10
Trabajar con números
El trabajo en clase y el de
laboratorio se deben tratar de
modo diferente. .

En clase, por lo
general no se
conocen las                      En laboratorio, se
                                     laboratorio
incertidumbres en                conocen las limitaciones
las cantidades.                  de las mediciones. No se
Redondee a 3 cifras              deben conservar dígitos
significativas en la             que no estén justificados.
mayoría de los
casos.
Ejemplo para después de clase: Un auto que inicialmente viaja a 46
m/s experimenta aceleración constante de 2 m/s2 durante un tiempo de
      4.3 s. Encuentre el desplazamiento total dada la fórmula.


       x = v0t + at1
                   2
                       2


         = (46 m/s)(4.3 s) + 1 (2 m/s 2 )(4.3 s) 2
                             2

         = 197 8 m + 18 48 m = 216 29 m
           197.8     18.48     216.29
       Si se solicita la información dada con 3 cifras
                         significativas.

                            x = 217 m
Ejemplo de laboratorio: Una hoja metálica mide 233 3 mm
                                                   233.3
        de largo y 9.3 mm de ancho. Encuentre su área.


   Note que la precisión de cada medida está a la
  décima de milímetro más cercana. Sin embargo,
    la longitud tiene 4 dígitos significativos y el
                    ancho sólo 2.

¿Cuántos dígitos significativos hay en el producto de
              longitud y ancho (área)?
              l    it d      h (á )?

    Dos (9 3 tiene menos dígitos significativos)
        (9.3                     significativos).
Ejemplo para laboratorio (cont.): Una hoja metálica mide
233.3 mm de largo y 9.3 mm de ancho. Encuentre su área.


Área = LA = (233.3 mm)(9.3 mm)

Área = 2169.69 mm2
       2169 69
                                   A = 9.3 mm
 Pero sólo se pueden tener
 dos dígitos significativos.
 Por ende, la respuesta se                  L = 233.3 mm
 convierte en:
      i t


           Área = 2200 mm2
Ejemplo para laboratorio (cont.): Encuentre el perímetro de la
hoja metálica que mide L = 233.3 mm y A = 9.3 mm. (Regla
                        de la suma)

p = 233.3 mm + 9.3 mm + 233.3 mm + 9.3 mm

p = 485.2 mm
    485.
                                         A = 9.3 mm
 Note: The answer is determined by the
 Nota: E este (the tenthl
 N tprecise measure.caso, elof a mm)
 least   En t
 resultado tiene más
 dígitos significativos que                      L = 233.3 mm
 el factor ancho.

                  Perímetro = 485.2 mm
Notación científica (estudiar de
      manera independiente)
La notación científica proporciona un método abreviado para
expresar números o muy p q
  p                     y pequeños o muy g
                                       y grandes.
 0.000000001 = 10 −9              Ejemplos:
     0.000001 = 10 −6     93,000,000 mi = 9.30 x 107 mi
        0.001 = 10 −3         0.00457 m = 4.57 x 10-3 m
             1 = 100
                              876 m     8.76 x 102 m
         1000 = 103       v=          =
                             0.00370 s 3.70 x 10-3s
    1,000,000 = 106
                               v = 3.24 x 105 m/s
1,000,000,000 = 109
Notación científica y cifras
                 significativas
                  i ifi ti
Con la notación científica uno puede fácilmente seguir
la pista de los dígitos significativos al usar sólo aquellos
dígitos necesarios en la mantisa y dejar que la potencia
de diez bi
d di ubique el decimal.
                  ld i l
  Ejemplo. Exprese el número 0.0006798 m, preciso a
  tres dígitos significativos.

    Mantisa
    M i x      10-4 m
                  4                6 80 x 10-4 m
                                   6.80

El “0” es significativo, el último dígito en duda.
          significativo                      duda
Unidades: longitud, masa y tiempo
El diámetro típico de   El diámetro típico de
una galaxia es 1021 m   una átomo es 10-10 m
Análisis Dimensional

• C l i
  Cualquier fó
            fórmula fí i
                 l física válida d b ser
                            álid debe
dimensionalmente consistente – cada término
debe tener las mismas dimensiones




         Cantidad       Dimensión
         Distancia
         Area
         Volúmen
         Velocidad
         Aceleración
         Energía
Análisis dimensional



Cantidad              Area   Volúmen   Velocidad   Aceleración
Dimensión
SI Unidades
Unidades Americanas
Análisis dimensional

• Técnica para verificar si una ecuación es correcta o
  para apoyar el proceso de derivación de una ecuación

• Las dimensiones (longitud, masa, tiempo y sus
  combinaciones) pueden ser tratadas como cantidades
  algebráicas
   – Suma, resta, división, y multiplicación

• Los dos lados de una ecuación deben tener igual
  dimensión
Análisis Dimensional, ejemplo
• Dada la ecuación: x = ½ at 2
• Verifique las dimensiones a cada lado:
        q
          L
      L = 2 ⋅ T2 = L
         T
• T2 se cancela, dejando L como dimension a
  cada lado
  – La ecuación es dimensionalmente correcta
  – Las constantes son adimensioales
Análisis Dimensional para
        determinar la ley de potencia
                        y p
• Determina la potencia en una relación

• Ejemplo: encuentre los exponentes en la expresión       x ∝ amtn
      • Debería obtenerse distancia a ambos lados
      • Las dimensiones de aceleración son: L/T2
      • Las dimensiones de tiempo son T
      • El análisis resulta en:
                            m
                   ⎛ L ⎞
           x → L ∝ ⎜ 2 ⎟ (T )             x ∝ at      2
                             n

                   ⎝T ⎠
Clase1 mecanica

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

libro fisica para el cbc
libro fisica para el cbclibro fisica para el cbc
libro fisica para el cbcapuntescbc
 
Coloquios realizados
Coloquios realizadosColoquios realizados
Coloquios realizadosedisflores
 
Laboratorio de fisica_general_ii_-_carta_al_estudiante_i-2013
Laboratorio de fisica_general_ii_-_carta_al_estudiante_i-2013Laboratorio de fisica_general_ii_-_carta_al_estudiante_i-2013
Laboratorio de fisica_general_ii_-_carta_al_estudiante_i-2013FEITEC ITCR
 
Levantamiento etnográfico
Levantamiento etnográfico Levantamiento etnográfico
Levantamiento etnográfico Betel Gómez
 
Sandra Yazmin Tirado Olivo
Sandra Yazmin Tirado OlivoSandra Yazmin Tirado Olivo
Sandra Yazmin Tirado Olivosandrayaz
 
SESIÓN APRENDIZAJE FI
SESIÓN APRENDIZAJE FISESIÓN APRENDIZAJE FI
SESIÓN APRENDIZAJE FICesar Rivera
 
Plan ciencias II bloque 2
Plan ciencias II bloque 2Plan ciencias II bloque 2
Plan ciencias II bloque 2EMMANUEL MENDEZ
 

La actualidad más candente (10)

Fisica para cbc
Fisica para cbcFisica para cbc
Fisica para cbc
 
libro fisica para el cbc
libro fisica para el cbclibro fisica para el cbc
libro fisica para el cbc
 
Coloquios realizados
Coloquios realizadosColoquios realizados
Coloquios realizados
 
Laboratorio de fisica_general_ii_-_carta_al_estudiante_i-2013
Laboratorio de fisica_general_ii_-_carta_al_estudiante_i-2013Laboratorio de fisica_general_ii_-_carta_al_estudiante_i-2013
Laboratorio de fisica_general_ii_-_carta_al_estudiante_i-2013
 
Levantamiento etnográfico
Levantamiento etnográfico Levantamiento etnográfico
Levantamiento etnográfico
 
Silabo f1 nuevo_2016
Silabo f1 nuevo_2016Silabo f1 nuevo_2016
Silabo f1 nuevo_2016
 
Sandra Yazmin Tirado Olivo
Sandra Yazmin Tirado OlivoSandra Yazmin Tirado Olivo
Sandra Yazmin Tirado Olivo
 
SESIÓN APRENDIZAJE FI
SESIÓN APRENDIZAJE FISESIÓN APRENDIZAJE FI
SESIÓN APRENDIZAJE FI
 
Plan ciencias II bloque 2
Plan ciencias II bloque 2Plan ciencias II bloque 2
Plan ciencias II bloque 2
 
Registro
RegistroRegistro
Registro
 

Similar a Clase1 mecanica

Tippens fisica 7e_diapositivas_01
Tippens fisica 7e_diapositivas_01Tippens fisica 7e_diapositivas_01
Tippens fisica 7e_diapositivas_01Robert
 
Tippens fisica 7e_diapositivas_01
Tippens fisica 7e_diapositivas_01Tippens fisica 7e_diapositivas_01
Tippens fisica 7e_diapositivas_01Robert
 
Tippens_fisica_7e_diapositivas_01.ppt
Tippens_fisica_7e_diapositivas_01.pptTippens_fisica_7e_diapositivas_01.ppt
Tippens_fisica_7e_diapositivas_01.pptmile_molina_87
 
Tippens fisica 7e_diapositivas_01
Tippens fisica 7e_diapositivas_01Tippens fisica 7e_diapositivas_01
Tippens fisica 7e_diapositivas_01Issra Ortiz
 
Tippens fisica 7e_diapositivas_01
Tippens fisica 7e_diapositivas_01Tippens fisica 7e_diapositivas_01
Tippens fisica 7e_diapositivas_01Alexandermotoa
 
Tippens fisica 7e_diapositivas_01
Tippens fisica 7e_diapositivas_01Tippens fisica 7e_diapositivas_01
Tippens fisica 7e_diapositivas_01Robert
 
Tippens fisica 7e_diapositivas_01
Tippens fisica 7e_diapositivas_01Tippens fisica 7e_diapositivas_01
Tippens fisica 7e_diapositivas_01Robert
 
Unidad 0 - Presentación.pdf
Unidad 0 - Presentación.pdfUnidad 0 - Presentación.pdf
Unidad 0 - Presentación.pdfdeymargutierrez3
 
Documentos primaria-sesiones-unidad05-quinto grado-integrados-5g-u5-sesion15
Documentos primaria-sesiones-unidad05-quinto grado-integrados-5g-u5-sesion15Documentos primaria-sesiones-unidad05-quinto grado-integrados-5g-u5-sesion15
Documentos primaria-sesiones-unidad05-quinto grado-integrados-5g-u5-sesion15Teresa Clotilde Ojeda Sánchez
 
3º Prueba diagnóstica De Ciencia y Tecnología - 2024.docx
3º Prueba diagnóstica De Ciencia y Tecnología - 2024.docx3º Prueba diagnóstica De Ciencia y Tecnología - 2024.docx
3º Prueba diagnóstica De Ciencia y Tecnología - 2024.docxAlcira20
 
Clase de laboratorio paola
Clase de laboratorio paolaClase de laboratorio paola
Clase de laboratorio paolaKarlos Hoyos
 
Silabo 4º semest ciencias exactas 2013
Silabo 4º semest ciencias exactas 2013Silabo 4º semest ciencias exactas 2013
Silabo 4º semest ciencias exactas 2013Victor Hugo Caiza
 

Similar a Clase1 mecanica (20)

Introduccion a la fisica.
Introduccion a la fisica.Introduccion a la fisica.
Introduccion a la fisica.
 
Introduccion
IntroduccionIntroduccion
Introduccion
 
Tippens fisica 7e_diapositivas_01
Tippens fisica 7e_diapositivas_01Tippens fisica 7e_diapositivas_01
Tippens fisica 7e_diapositivas_01
 
Tippens fisica 7e_diapositivas_01
Tippens fisica 7e_diapositivas_01Tippens fisica 7e_diapositivas_01
Tippens fisica 7e_diapositivas_01
 
Tippens_fisica_7e_diapositivas_01.ppt
Tippens_fisica_7e_diapositivas_01.pptTippens_fisica_7e_diapositivas_01.ppt
Tippens_fisica_7e_diapositivas_01.ppt
 
Tippens fisica 7e_diapositivas_01
Tippens fisica 7e_diapositivas_01Tippens fisica 7e_diapositivas_01
Tippens fisica 7e_diapositivas_01
 
¿Qué es Física?
¿Qué es Física? ¿Qué es Física?
¿Qué es Física?
 
Qué es física
Qué es físicaQué es física
Qué es física
 
Tippens fisica 7e_diapositivas_01
Tippens fisica 7e_diapositivas_01Tippens fisica 7e_diapositivas_01
Tippens fisica 7e_diapositivas_01
 
Tippens fisica 7e_diapositivas_01
Tippens fisica 7e_diapositivas_01Tippens fisica 7e_diapositivas_01
Tippens fisica 7e_diapositivas_01
 
Tippens fisica 7e_diapositivas_01
Tippens fisica 7e_diapositivas_01Tippens fisica 7e_diapositivas_01
Tippens fisica 7e_diapositivas_01
 
Unidad 0 - Presentación.pdf
Unidad 0 - Presentación.pdfUnidad 0 - Presentación.pdf
Unidad 0 - Presentación.pdf
 
Orientacion lab 1 1415
Orientacion lab 1 1415Orientacion lab 1 1415
Orientacion lab 1 1415
 
Perez
PerezPerez
Perez
 
Documentos primaria-sesiones-unidad05-quinto grado-integrados-5g-u5-sesion15
Documentos primaria-sesiones-unidad05-quinto grado-integrados-5g-u5-sesion15Documentos primaria-sesiones-unidad05-quinto grado-integrados-5g-u5-sesion15
Documentos primaria-sesiones-unidad05-quinto grado-integrados-5g-u5-sesion15
 
3º Prueba diagnóstica De Ciencia y Tecnología - 2024.docx
3º Prueba diagnóstica De Ciencia y Tecnología - 2024.docx3º Prueba diagnóstica De Ciencia y Tecnología - 2024.docx
3º Prueba diagnóstica De Ciencia y Tecnología - 2024.docx
 
1 introducción
1   introducción 1   introducción
1 introducción
 
Clase de laboratorio paola
Clase de laboratorio paolaClase de laboratorio paola
Clase de laboratorio paola
 
Silabo 4º semest ciencias exactas 2013
Silabo 4º semest ciencias exactas 2013Silabo 4º semest ciencias exactas 2013
Silabo 4º semest ciencias exactas 2013
 
Orientacion mci 2
Orientacion mci 2Orientacion mci 2
Orientacion mci 2
 

Último

POWER POINT YUCRAElabore una PRESENTACIÓN CORTA sobre el video película: La C...
POWER POINT YUCRAElabore una PRESENTACIÓN CORTA sobre el video película: La C...POWER POINT YUCRAElabore una PRESENTACIÓN CORTA sobre el video película: La C...
POWER POINT YUCRAElabore una PRESENTACIÓN CORTA sobre el video película: La C...silviayucra2
 
pruebas unitarias unitarias en java con JUNIT
pruebas unitarias unitarias en java con JUNITpruebas unitarias unitarias en java con JUNIT
pruebas unitarias unitarias en java con JUNITMaricarmen Sánchez Ruiz
 
guía de registro de slideshare por Brayan Joseph
guía de registro de slideshare por Brayan Josephguía de registro de slideshare por Brayan Joseph
guía de registro de slideshare por Brayan JosephBRAYANJOSEPHPEREZGOM
 
Proyecto integrador. Las TIC en la sociedad S4.pptx
Proyecto integrador. Las TIC en la sociedad S4.pptxProyecto integrador. Las TIC en la sociedad S4.pptx
Proyecto integrador. Las TIC en la sociedad S4.pptx241521559
 
Presentación guía sencilla en Microsoft Excel.pptx
Presentación guía sencilla en Microsoft Excel.pptxPresentación guía sencilla en Microsoft Excel.pptx
Presentación guía sencilla en Microsoft Excel.pptxLolaBunny11
 
Trabajo Mas Completo De Excel en clase tecnología
Trabajo Mas Completo De Excel en clase tecnologíaTrabajo Mas Completo De Excel en clase tecnología
Trabajo Mas Completo De Excel en clase tecnologíassuserf18419
 
Desarrollo Web Moderno con Svelte 2024.pdf
Desarrollo Web Moderno con Svelte 2024.pdfDesarrollo Web Moderno con Svelte 2024.pdf
Desarrollo Web Moderno con Svelte 2024.pdfJulian Lamprea
 
Global Azure Lima 2024 - Integración de Datos con Microsoft Fabric
Global Azure Lima 2024 - Integración de Datos con Microsoft FabricGlobal Azure Lima 2024 - Integración de Datos con Microsoft Fabric
Global Azure Lima 2024 - Integración de Datos con Microsoft FabricKeyla Dolores Méndez
 
International Women's Day Sucre 2024 (IWD)
International Women's Day Sucre 2024 (IWD)International Women's Day Sucre 2024 (IWD)
International Women's Day Sucre 2024 (IWD)GDGSucre
 
EPA-pdf resultado da prova presencial Uninove
EPA-pdf resultado da prova presencial UninoveEPA-pdf resultado da prova presencial Uninove
EPA-pdf resultado da prova presencial UninoveFagnerLisboa3
 

Último (10)

POWER POINT YUCRAElabore una PRESENTACIÓN CORTA sobre el video película: La C...
POWER POINT YUCRAElabore una PRESENTACIÓN CORTA sobre el video película: La C...POWER POINT YUCRAElabore una PRESENTACIÓN CORTA sobre el video película: La C...
POWER POINT YUCRAElabore una PRESENTACIÓN CORTA sobre el video película: La C...
 
pruebas unitarias unitarias en java con JUNIT
pruebas unitarias unitarias en java con JUNITpruebas unitarias unitarias en java con JUNIT
pruebas unitarias unitarias en java con JUNIT
 
guía de registro de slideshare por Brayan Joseph
guía de registro de slideshare por Brayan Josephguía de registro de slideshare por Brayan Joseph
guía de registro de slideshare por Brayan Joseph
 
Proyecto integrador. Las TIC en la sociedad S4.pptx
Proyecto integrador. Las TIC en la sociedad S4.pptxProyecto integrador. Las TIC en la sociedad S4.pptx
Proyecto integrador. Las TIC en la sociedad S4.pptx
 
Presentación guía sencilla en Microsoft Excel.pptx
Presentación guía sencilla en Microsoft Excel.pptxPresentación guía sencilla en Microsoft Excel.pptx
Presentación guía sencilla en Microsoft Excel.pptx
 
Trabajo Mas Completo De Excel en clase tecnología
Trabajo Mas Completo De Excel en clase tecnologíaTrabajo Mas Completo De Excel en clase tecnología
Trabajo Mas Completo De Excel en clase tecnología
 
Desarrollo Web Moderno con Svelte 2024.pdf
Desarrollo Web Moderno con Svelte 2024.pdfDesarrollo Web Moderno con Svelte 2024.pdf
Desarrollo Web Moderno con Svelte 2024.pdf
 
Global Azure Lima 2024 - Integración de Datos con Microsoft Fabric
Global Azure Lima 2024 - Integración de Datos con Microsoft FabricGlobal Azure Lima 2024 - Integración de Datos con Microsoft Fabric
Global Azure Lima 2024 - Integración de Datos con Microsoft Fabric
 
International Women's Day Sucre 2024 (IWD)
International Women's Day Sucre 2024 (IWD)International Women's Day Sucre 2024 (IWD)
International Women's Day Sucre 2024 (IWD)
 
EPA-pdf resultado da prova presencial Uninove
EPA-pdf resultado da prova presencial UninoveEPA-pdf resultado da prova presencial Uninove
EPA-pdf resultado da prova presencial Uninove
 

Clase1 mecanica

  • 1. Curso de Física I Aminta Mendoza Of. Of 352 Edif 404 gamendozab@unal.edu.co Lunes 9 a.m. a 11 a.m. *Miércoles *Mié l 9 a.m. a 11 a.m.
  • 2. Clas f a n d Clasificación de las ciencias n as Ciencias formales: Estudian ideas Las Demuestran  con base en principios lógicos o  matemáticas, matemáticos la estadística No confirman experimentalmente. Ciencias empírica: El conocimiento proviene de fenómenos observables y  Ciencias capaces de ser evaluados por otros investigadores que  trabajen bajo las mismas condiciones t b j b j l i di i naturales Estudian hechos naturales o sociales Comprueban mediante la observación y la  Ciencias experimentación. experimentación sociales ci l Crean hipótesis Formulan teorías o leyes.
  • 3. Física Física de los Mesones Acústica Física Aeronáutica s ca e o áut ca Astrofísica Física Forense Astronomía‐Astrofísica Física Matemática Biofísica Física Médica  Física de la complejidad Física de la complejidad Física Nuclear Fí i N l Computación cuántica Físico Química Cuántica  Geofísica Electromagnetismo  Historia y Epistemología y p g Espintrónica Mecánica y cinemática Estadística  Nanomateriales y Nanotecnología Estado sólido  Neurofísica  Física Atómica Física Atómica Optica y Fotónica Optica y Fotónica Física del caos Relatividad Física del Medio ambiente Teoría de Campo Física de satélites y comunicaciones Teoría de la Unificación  Teoría de partículas  Termodinámica
  • 4. Física clásica Incluye principios desarrollados casi todos antes de 1900 Mecánica Principamente desarrollada por Newton,y continuó desarrollándose en el siglo XVIII d llá d l i l Thermodinámica, óptica y electromagnetismo Desarrollado a finales del siglo XIX Comenzaron a estar disponibles equipos para controlar los experimentos
  • 5. Modelo de la materia • Grecia la materia esta hecha de átomos sin estructura • JJ Thomson (1897) encontró los electroneos y mostro estructura del átomo • Rutherford (1911) identificó l id tifi ó el nucleo l central rodeadopor átomos
  • 6. Física Moderna Relatividad R l ti id d especial i l • Describe correctamente objetos cuyo j y movimiento es cercano a la velocidad de la luz • Modifica los conceptos tradicionales de espacio, tiempo y energía • Muestra el limite de c y la relacion E m E, Mecánica Cuántica Se formuló para d S f ló describir f ó ibi fenómenos fí i físicos a nivel atómico Ha permitido el d i id l desarrollo d muchos di ll de h dispositivos ii prácticos
  • 7. Física clásica Incluye principios desarrollados casi todos antes de 1900 Mecánica Principamente desarrollada por Newton,y continuó desarrollándose en el siglo XVIII d llá d l i l Thermodinámica, óptica y electromagnetismo Desarrollado a finales del siglo XIX Comenzaron a estar disponibles equipos para controlar los experimentos
  • 11. grupo 5 grupo 6 grupo 7 grupo 8 lunes 01-Ago sin clase sin clase martes 02 Ago 02-Ago clase 1. unidades,dimensiones y notacion cientifica incertidumbres miercoles 03-Ago taller 1_ AM JFL incertidumbres jue es jueves 0 04-Ago go ta e taller 1 AM DR incertidumbres viernes 05-Ago JFL taller 1 AM incertidumbres lunes 08-Ago ?? taller 1 martes 09-Ago clase 2. movimiento rectilineo miercoles 10-Ago taller 2 lab rectilineo jueves 11-Ago taller 2 lab rectilineo viernes 12-Ago lab rectilineo taller 2 lunes 15-Ago fiesta fiesta martes 16-Ago clase 3. movimiento en 2 dimensiones lab 2 miercoles 17-Ago taller 3 dimensiones lab 2 jueves 18-Ago taller 3 dimensiones lab 2 viernes 19-Ago dimensiones taller 3 lab 2 lunes 22-Ago dimensiones taller 2 y 3 martes 23-Ago I PARCIAL
  • 12. Agosto 23 Septiembre 20 Noviembre 15 Noviembre 22
  • 13. Talleres • Cuaderno individual de 50 hojas. Obligatorio en cada sesión de taller. d ió d ll • En cada sesión cada estudiante debe llevar 10 ejercicios preparados y/o la tarea asignada en la magistral. • Trabajarán en grupos de 3 y cada sesión se recogerá un cuaderno de los 3, al azar!!
  • 14. ¿Cómo estudio física? La preparación y el trabajo duro son la clave para cualquier empresa de aprendizaje exitosa. Pero un factor que no se exitosa menciona con frecuencia es la organización. En las siguientes diapositivas se di ii analizarán varias sugerencias para aprender principios de física.
  • 15. Organización Recopile materiales: • Libro de texto • Cuaderno de apuntes • Cuaderno de ejercicios (taller) • CD de tutoriales • Calculadora científica • “Perforadora” • Tijeras • Transportador (ángulos) • Cinta adhesiva • Otros suministros
  • 16. Encuentre un compañero de clase p El primer día de clase encuentre a alguien que quiera ser su compañero de clase. p Asegúrese de conseguir su nombre, número telefónico y horario. El “sistema de compañeros” es su red de seguridad para clases perdidas, resúmenes, tareas, ensayos perdidas resúmenes tareas devueltos, clarificación, etc.
  • 17. Aprendizaje oportuno El aprendizaje oportuno es aprendizaje eficiente. Es j E mejor estudiar una hora cada día que t di h d dí atiborrarse los fines de semana. Después de cada clase, use su siguiente periodo libre para reforzar su comprensión. p Si espera hasta el fin de semana, debe dedicar tiempo valioso sólo para reconstruir la información. información
  • 18. Fuera del salón de clase El aprendizaje rara vez se completa en clase. Para l t l P reforzar el aprendizaje, debe resolver problemas por su cuenta tan pronto después de clase como sea posible. Trate primero, busque ayuda si es necesario revise ejemplos necesario, ejemplos, trabaje con otros. Resolver problemas es la principal forma de d aprender. d
  • 19. Quejas de los estudiantes de física principiantes • Tengo un mal maestro. • ¡No puedo leer este libro! • No estoy preparado para esto. • No tengo suficiente tiempo. • Tengo problemas: empleo, padres, amigos... • Cuatro (cinco, seis, siete…) cursos y un laboratorio... ¡es demasiado!
  • 20. ¡Es su responsabilidad! Por duro que suene, la responsabilidad última de aprender descansa en usted y nadie más. Busque ayuda si la necesita. Revise otros libros necesita de la biblioteca. Recurra tutoriales en internet. Repase matemáticas. Sepa cuándo están matemáticas programados los exámenes. Contacte a su instructor o profesor de talleres. p Emprenda acciones: ¡Nunca deje que cosas fuera de su control eviten que usted logre sus metas!
  • 21. ¡La nota final la obtiene usted! El profesor no puede ni debe realizar ningún cambio en la nota obtenida. Este curso permitiría mejorar su promedio, pero ello requiere trabajo de su parte. Aprobar l A b el curso d depende d su trabajo. d de b j Comience ahora a aprobar su curso! C i h b !
  • 22. Cantidades físicas Una cantidad física es una propiedad cuantificable o asignable adscrita a un fenómeno, cuerpo o sustancia particular. Longitud Carga Tiempo eléctrica
  • 23. Unidades de medición Una unidad es una cantidad física particular con la que se comparan otras cantidades del mismo tipo para id d d l i i expresar su valor. Un metro es una unidad establecida para medir longitud. Medición del Con base en la definición, se diámetro del dice di que el diámetro es 0 12 m o l diá t 0.12 disco. 12 centímetros.
  • 24. Unidad SI de medición para longitud Un metro es la longitud de la ruta recorrida por una onda luminosa en el vacío en un intervalo de tiempo de 1/299,792,458 segundos. p , , g 1m 1 t= segundo 299,792,458 299 792 458
  • 25. Unidad SI de medición de masa El kilogramo es la unidad de masa – es igual a la masa del prototipo internacional del kilogramo. Este estándar es el único que requiere comparación para validar un artefacto. En la Oficina Internacional de Pesos y Medidas hay una copia del estándar.
  • 26. Unidad SI de medición de tiempo El segundo es la duración de 9 192 631 770 periodos de la di ió d l radiación correspondiente a la transición entre di l i ió los dos niveles hiperfinos del estado base del átomo de cesio 133. 133 Reloj atómico de fuente j de cesio: El tiempo primario y la frecuencia estándar para el USA (NIST)
  • 27. Siete unidades fundamentales Website: http://physics.nist.gov/cuu/index.html Cantidad Unidad Símbolo Longitud Metro m Masa Kilogramo kg Tiempo Segundo Seg ndo s Corriente eléctrica Ampere A Temperatura Kelvin K Intensidad luminosa Candela cd Cantidad de sustancia Mol mol
  • 28. Cantidades fundamentales y sus unidades Cantidad fundamental Unidad Estadio, vara, Longitud cuarta, brazada, año luz… Libra, deben(en el , ( Masa M antiguo egipto)… Estación, año, Estación año un Tiempo tabaco, un jornal…
  • 29. Cantidades fundamentales y sus unidades Cantidad Unidades en el SI Longitud Metro (m) Masa Kilogramo (kg) Tiempo Segundo (s) Temperatura Kelvin (K) Corriente electrica Amperio (A) Intensidad Luminosa Candela (C) Cantidad de Mol (mol) Sustancia
  • 30. Unidades: longitud, masa y tiempo Longitud: Es la distancia entre dos puntos del espacio. g p p Unidad: el metro Se habia defiinido como : una millonésima de la distancia del polo norte al ecuador Actualmente: la distancia que viaja la luz en el vacío en 1/299,792,458 de segundo Masa: “Permite cuantificar la cantidad de materia” Unidad: el kilogramo Es la masa de un cilindro de platino-iridio, conservado en el p , International Bureau of Weights and Standards, Sèvres, France. Tiempo:magnitud física que mide la duración o separación de acontecimientos Unidad: el segundo Desde D d 1967 s el tiempo que tarda l radiación d l á l i d la di ió del átomo d de cesium-133 en completar 9,192,631,770 oscilaciones.
  • 31. PARA ILUSTRAR UN POCO Actualmente se adopta como patrón para el denominado TIEMPO UNIVERSAL COORDINADO, un promedio de las horas marcadas por aproximadamente 200 relojes de d cesio instalados en 55 lugares diferentes i i l d l dif del mundo, consiguiendo una precisión mejor de un nanosegundo (una mil millonésima fracción de segundo) p día. g ) por Cilindro de platino- iridio, conservado en el International Bureau of Weights d S d d W i h and Standards, Sèvres, France.
  • 32. Unidades para mecánica En mecánica sólo se usan tres cantidades fundamentales: masa, longitud y tiempo. Una cantidad adicional, fuerza, se deriva de estas tres. Cantidad Unidad SI Unidad USCS Masa kilogramo (kg) slug (slug) Longitud metro (m) pie (ft) Tiempo segundo (s) segundo (s)
  • 33. Cantidades más usadas en Mecánica • En mecánica se usan tres cantidades básicas – Logitud – Masa – Tiempo O también conocidas como cantidades fundamentales. • También se usan cantidades derivadas – E Estas cantidades pueden ser expresadas en términos d l id d d d é i de las cantidades básicas • Ejemplo: Area: es el producto de dos longitudes j p p g – Area es una cantidad derivada – Longitud es una cantidad básica ó fundamental
  • 34. Sistemas de unidades Sistema SI: Sistema internacional de unidades establecido por el Comité Internacional de Pesos y Medidas. Dichas unidades se basan en definiciones estrictas y son las únicas unidades oficiales para ti t l ú i id d fi i l cantidades físicas. Unidades usuales en EUA (USCU): Unidades más antiguas todavía de uso común en Estados Unidos, p g , pero las definiciones se deben basar en unidades SI.
  • 35. Procedimiento para convertir unidades 1. Escriba la cantidad a convertir. 2. Defina cada unidad en términos de la unidad deseada. d d 3. Por cada definición, forme dos factores de conversión, conversión uno como recíproco del otro. otro 4. Multiplique la cantidad a convertir por aquellos factores que cancelarán todo menos las q unidades deseadas.
  • 36. Ejemplo 1: Convertir 12 in a centímetros in. dado que 1 in. = 2.54 cm. Paso 1: Escriba la cantidad a 12 in. convertir. Paso 2. Defina cada unidad 1 in. = 2.54 cm en términos de la unidad deseada. 1 in. Paso 3. Para cada definición, , 2.54 2 54 cm forme dos factores de 2.54 cm conversión, uno como el 1in. =1 2.54 in cm recíproco del otro. 2.54 cm 1 in.
  • 37. Ejemplo 1 (cont.): Convertir 12 in. a centímetros d d que 1 in. = 2.54 cm. tí t dado i 2 54 1 in. 2.54 cm Del paso 3. o 2.54 cm 1 in Paso 4. Multiplique por aquellos factores que cancelarán todo menos las unidades deseadas. Trate algebraicamente los símbolos de unidades. ⎛ 1 in. ⎞ in.2 ¡Mala elección! 12 in. ⎜ ⎟ = 4.72 ⎝ 2.54 cm ⎠ cm ⎛ 2.54 cm ⎞ 12 in. ⎜ ⎟ = 30.5 cm ¡ ¡Respuesta correcta! p ⎝ 1 in. ⎠
  • 38. Ejemplo 2: Convertir 60 mi/h a unidades de km/s dado 1 mi. = 5280 ft y 1 h = 3600 s. Paso 1: E ib la cantidad a P 1 Escriba l id d mi 60 convertir. h Nota: Escriba las unidades de modo que los numeradores y denominadores de las fracciones sean claros. claros Paso 2. Defina cada unidad en términos de las unidades deseadas. deseadas 1 mi. = 5280 ft 1 h = 3600 s
  • 39. Ej. 2 (cont): Convertir 60 mi/h a unidades de km/s dado que 1 mi. = 5280 ft y 1 h = 3600 s. Paso 3. Para cada definición, forme dos factores de conversión, uno como recíproco del otro. 1 mi i 5280 ft f 1 mi = 5280 ft or 5280 ft 1 mi 1 h = 3600 s 1h 3600 s or 3600 s 1h El paso 3, que se muestra aquí por claridad, en realidad se puede hacer mentalmente y no se necesita escribir.
  • 40. Ej. 2 (cont.): Convertir 60 mi/h a unidades de ft/s dado que 1 mi. = 5280 ft y 1 h = 3600 s. Paso 4. Elija factores para cancelar las unidades no j p deseadas. mi ⎛ 5280 ft ⎞⎛ 1 h ⎞ 60 ⎜ ⎟⎜ ⎟ = 88.0 m/s h ⎝ 1 mi ⎠⎝ 3600 s ⎠ Tratar algebraicamente la conversión de unidades ayuda a ver si una definición se usará como multiplicador o como divisor. p
  • 41. Incertidumbre de medición Todas las mediciones se suponen aproximadas con el p p último dígito estimado. Aquí, Aquí la longitud en “cm” se 0 1 2 escribe como: 1.43 cm El último dígito “3” se estima como 0.3 del intervalo entre 0.3 y 0.4. 03 04
  • 42. Mediciones estimadas (cont.) (cont ) Longitud = 1.43 cm i d 0 1 2 El último dígito es estimación, pero es significativo. Dice que la longitud real está entre 1.40 cm y 1.50 cm. Sin b Si embargo, no sería posible estimar otro dígito, como í ibl i dí i 1.436. Esta medición de longitud se puede dar a tres dígitos significativos, significativos con el último estimado. estimado
  • 43. Cifras significativas y números Cuando se escriben números, los ceros que se usan SÓLO para ayudar a ubicar el punto decimal NO son significativos, los otros sí. Vea los ejemplos. 0.0062 cm 2 cifras significativas 4.0500 4 0 00 cm 5 cifras significativas if i ifi i 0.1061 cm 4 cifras significativas 50.0 cm 3 cifras significativas 50,600 50 600 cm 6!! cifras significativas
  • 44. Regla 1. Cuando se multiplican o dividen números aproximados, el número de dígitos significativos en la i d l ú d dí i i ifi i l respuesta final es el mismo que el número de dígitos significativos en el menos preciso de los factores. factores 45 N Ejemplo: P= = 6.97015 N/m 2 (3.22 m)(2.005 m) ( )( ) El factor menos significativo (45) sólo tiene dos (2) (45) dígitos, dígitos así que sólo se justifican dos en la respuesta. respuesta La forma correcta de escribir P = 7 0 N/ 2 7.0 N/m la respuesta es:
  • 45. Regla 2. Cuando se suman o restan números aproximados, el número de dígitos significativos será i d l ú d dí i i ifi i á igual al número más pequeño de lugares decimales de cualquier término en la suma o diferencia. diferencia Ej: 9.65 cm + 8.4 cm – 2.89 cm = 15.16 cm Note que la medición menos precisa es 8 4 cm. Por 8.4 cm tanto, la respuesta debe estar a la décima de cm más cercana aun cuando requiera 3 dígitos significativos. q g g La forma correcta de 15.2 15 2 cm escribir la respuesta es:
  • 46. Ejemplo 3. Encuentre el área de una placa metálica que mide 8.71 cm por 3.2 cm. A = LW = (8.71 cm)(3.2 cm) = 27.872 cm2 Sólo 2 dígitos justificados: A = 28 cm2 Ejemplo 4. E Ej l 4 Encuentre el perímetro de la placa t l í t d l l que mide 8.71 cm de largo y 3.2 cm de ancho. p = 8.71 cm + 3.2 cm + 8.71 cm + 3.2 cm Respuesta a décimas R t dé i de d p = 23 8 cm 23.8 cm:
  • 47. Redondeo de ú R d d d números Recuerde que las cifras significativas se aplican al q g p resultado que reporte. Redondear sus números en el reporte. proceso puede conducir a errores. Regla: Siempre retenga en sus cálculos al menos una cifra significativa más que el número que debe reportar en el resultado. Con las calculadoras, usualmente es más fácil conservar todos los dígitos hasta que reporte el resultado.
  • 48. Reglas para redondeo de números Regla 1 R l 1. Si el resto más allá del último dígito a reportar l t á llá d l últi dí it t es menor que 5, elimine el último dígito. Regla 2. Si el resto es mayor que 5, aumente el dígito final por 1. Regla 3. Para evitar sesgos de redondeo, si el resto es 3. exactamente 5 e actamente 5, entonces redondee el último dígito al número par más cercano. cercano.
  • 49. Verificar los siguientes ejemplos Regla 1. Si el resto más allá del último dígito a reportar es menor que 5, elimine el último dígito. t 5 li i l últi dí it Redondee lo siguiente a 3 cifras significativas: 4.99499 se vuelve 4.99 0.09403 se vuelve 0.0940 95,632 se vuelve 95,600 0.02032 0 02032 se vuelve 0.0203 0 0203
  • 50. Verificar los siguientes ejemplos Regla 2. Si el resto es mayor que 5, aumente el dígito fi l dí i final por 1.1 Redondee lo siguiente a 3 cifras significativas: 2.3452 se vuelve 2.35 0.08757 se vuelve 0.0876 23,650.01 se vuelve 23,700 4.99502 4 99502 se vuelve 5.00 5 00
  • 51. Verificar los siguientes ejemplos g j p Regla 3. Para evitar sesgos de redondeo, si el resto es exactamente 5, entonces redondee el último dígito al número par más cercano. cercano. Redondee lo siguiente a 3 cifras significativas: 3.77500 se vuelve 3.78 0.024450 se vuelve 0.0244 96,6500 se vuelve 96,600 5.09500 se vuelve 5.10
  • 52. Trabajar con números El trabajo en clase y el de laboratorio se deben tratar de modo diferente. . En clase, por lo general no se conocen las En laboratorio, se laboratorio incertidumbres en conocen las limitaciones las cantidades. de las mediciones. No se Redondee a 3 cifras deben conservar dígitos significativas en la que no estén justificados. mayoría de los casos.
  • 53. Ejemplo para después de clase: Un auto que inicialmente viaja a 46 m/s experimenta aceleración constante de 2 m/s2 durante un tiempo de 4.3 s. Encuentre el desplazamiento total dada la fórmula. x = v0t + at1 2 2 = (46 m/s)(4.3 s) + 1 (2 m/s 2 )(4.3 s) 2 2 = 197 8 m + 18 48 m = 216 29 m 197.8 18.48 216.29 Si se solicita la información dada con 3 cifras significativas. x = 217 m
  • 54. Ejemplo de laboratorio: Una hoja metálica mide 233 3 mm 233.3 de largo y 9.3 mm de ancho. Encuentre su área. Note que la precisión de cada medida está a la décima de milímetro más cercana. Sin embargo, la longitud tiene 4 dígitos significativos y el ancho sólo 2. ¿Cuántos dígitos significativos hay en el producto de longitud y ancho (área)? l it d h (á )? Dos (9 3 tiene menos dígitos significativos) (9.3 significativos).
  • 55. Ejemplo para laboratorio (cont.): Una hoja metálica mide 233.3 mm de largo y 9.3 mm de ancho. Encuentre su área. Área = LA = (233.3 mm)(9.3 mm) Área = 2169.69 mm2 2169 69 A = 9.3 mm Pero sólo se pueden tener dos dígitos significativos. Por ende, la respuesta se L = 233.3 mm convierte en: i t Área = 2200 mm2
  • 56. Ejemplo para laboratorio (cont.): Encuentre el perímetro de la hoja metálica que mide L = 233.3 mm y A = 9.3 mm. (Regla de la suma) p = 233.3 mm + 9.3 mm + 233.3 mm + 9.3 mm p = 485.2 mm 485. A = 9.3 mm Note: The answer is determined by the Nota: E este (the tenthl N tprecise measure.caso, elof a mm) least En t resultado tiene más dígitos significativos que L = 233.3 mm el factor ancho. Perímetro = 485.2 mm
  • 57. Notación científica (estudiar de manera independiente) La notación científica proporciona un método abreviado para expresar números o muy p q p y pequeños o muy g y grandes. 0.000000001 = 10 −9 Ejemplos: 0.000001 = 10 −6 93,000,000 mi = 9.30 x 107 mi 0.001 = 10 −3 0.00457 m = 4.57 x 10-3 m 1 = 100 876 m 8.76 x 102 m 1000 = 103 v= = 0.00370 s 3.70 x 10-3s 1,000,000 = 106 v = 3.24 x 105 m/s 1,000,000,000 = 109
  • 58. Notación científica y cifras significativas i ifi ti Con la notación científica uno puede fácilmente seguir la pista de los dígitos significativos al usar sólo aquellos dígitos necesarios en la mantisa y dejar que la potencia de diez bi d di ubique el decimal. ld i l Ejemplo. Exprese el número 0.0006798 m, preciso a tres dígitos significativos. Mantisa M i x 10-4 m 4 6 80 x 10-4 m 6.80 El “0” es significativo, el último dígito en duda. significativo duda
  • 59.
  • 61. El diámetro típico de El diámetro típico de una galaxia es 1021 m una átomo es 10-10 m
  • 62.
  • 63. Análisis Dimensional • C l i Cualquier fó fórmula fí i l física válida d b ser álid debe dimensionalmente consistente – cada término debe tener las mismas dimensiones Cantidad Dimensión Distancia Area Volúmen Velocidad Aceleración Energía
  • 64. Análisis dimensional Cantidad Area Volúmen Velocidad Aceleración Dimensión SI Unidades Unidades Americanas
  • 65. Análisis dimensional • Técnica para verificar si una ecuación es correcta o para apoyar el proceso de derivación de una ecuación • Las dimensiones (longitud, masa, tiempo y sus combinaciones) pueden ser tratadas como cantidades algebráicas – Suma, resta, división, y multiplicación • Los dos lados de una ecuación deben tener igual dimensión
  • 66. Análisis Dimensional, ejemplo • Dada la ecuación: x = ½ at 2 • Verifique las dimensiones a cada lado: q L L = 2 ⋅ T2 = L T • T2 se cancela, dejando L como dimension a cada lado – La ecuación es dimensionalmente correcta – Las constantes son adimensioales
  • 67. Análisis Dimensional para determinar la ley de potencia y p • Determina la potencia en una relación • Ejemplo: encuentre los exponentes en la expresión x ∝ amtn • Debería obtenerse distancia a ambos lados • Las dimensiones de aceleración son: L/T2 • Las dimensiones de tiempo son T • El análisis resulta en: m ⎛ L ⎞ x → L ∝ ⎜ 2 ⎟ (T ) x ∝ at 2 n ⎝T ⎠