1 fisica introduccion

7/21/2019 1 fisica introduccion

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Fsica | Derum 1 | Fsica Introduccin

Pre facultativos de Ingeniera 1

1 | Fsica: Introduccin

Qu es la Fsica?Es una ciencia experimental dedicada al estudio y la investigacin de

los fenmenos naturales.

PARTES DE LA FSICA:Para un mejor estudio la fsica se dividi en las

siguientes ramas: mecnica, ptica, acstica, electromagnetismo, calor

y energa.

Adems lamecnicase divide en:

Estas 3 partes de la

mecnica son las que se

estudian en el curso pre

facultativo. Es decir que

solo se estudia una parte

de la Fsica que es la

MECNICA.

La fsica al igual que otras ciencias, para poder realizar su estudio e

investigacin hace uso de magnitudes,debido a su importancia para el

estudio y la comprensin de la fsica empezaremos definiendo lo que es

m gnitud.

Magnitud

Es todo aquello que se puede medir y expresar numricamente.

Ejemplo: Masa, tiempo, distancia, temperatura, corriente, etc.

Para que una magnitud sea expresada correctamente debe tener: unv lor numricoy su unid d.

Ejemplo de Magnitud

Donde el nmero 10es nuestro valor numricoy mes su unidad.

Unidad,es un patrn de referencia. Ejemplo: 10m, en donde el patrn

de referencia es el (metro).

En el siguiente cuadro te presentamosalgunospatrones de referencia.

UNIDADDEFINICION

NOMBRE SIMBOLO

metro mEl metro es la longitud de la trayecto recorrido e n el vaco

por la luz durante un tiempo de 1/299 792 458 de

segundo. 17 CGPM (1983).

kilogramo kgEl kilogramo es la unidad de masa; es igual a la masa del

prototipo internacional del kilogramo 3 CGPM (1901)

segundo s

El segundo es la duracin de 9 192 631 770 periodos de la

radiacin correspondiente a la transicin entre los dos

niveles hiperfinos del estado fundamental del tomo de

cesio 133. 13 CGPM (1967/68)

amperio A

El amperio es la intensidad de una corriente constante

que, mantenindose en dos conductores paralelos,

rectilneos, de longitud infinita, de seccin circular

despreciable y situados a una distancia de 1 metro uno

del otro, en el vaco, producira entre estos conductores

una fuerza igual a 2 107newton por metro de longitud.

9 CGPM (1948)

kelvin KEl kelvin, unidad de temperatura termodinmica, es la

fraccin 1/273,16 de la temperatura termodinmica del

punto triple del agua. 13 CGPM (1967/68)

mol mol

1. El mol es la cantidad de sustancia de un sistema que

contiene tantas entidades elementales como tomos hayen 0,012 kilogramos de carbono 12; su smbolo es mol.

2. Cuando se emplee el mol, deben especificarse las

entidades elementales, que pueden ser tomos, molculas,

iones, electrones u otras partculas o grupos especificados

de tales partculas. 14 CGPM (1971)

candela cd

La candela es la intensidad luminosa, en una direccin

dada, de una fuente que emite una radiacin

monocromtica de frecuencia 540 1012hercio y cuya

intensidad energtica en dicha direccin de 1/683 vatio

por estereorradin. 16 CGPM (1979)

GPM Conferencia General de Pesas y Medidas

CINEMATICA

DINAMICA

ESTATICA

MECANICA

La mecnica es parte

de la fsica que estudia

el movimiento.


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Existen dos tipos de magnitudes:

o Magnitudes escalares

o Magnitudes vectoriales

Magnitud escalar,es aquella que queda expresada correctamente por

su valor numrico y su unidad. Ejemplo: masa 8 kg, tiempo 6 s.

Magnitud vectorial, es aquella que adems de tener un valor numrico

y su unidad posee direccin y sentido. Son magnitudes vectoriales:

velocidad, desplazamiento, aceleracin, fuerza.

A parte de saber que una magnitud tiene valor numrico y unidad,

tenemos que conocer la forma correcta de interpretarlo y expresarlo,

es por eso que necesitamos aprender:

o Sistema de unidades

o Cifras significativas

o Redondeo

o Notacin cientfica

o Prefijos

Sistema de Unidades

Un sistema de unidades est formado por un conjunto de unidades

escogidas de una manera racional y conveniente.

En todo sistema de unidades se pueden observar dos tipos de

unidades: unidades fundamentales y derivadas.

Unidades fundamentales, se dice que las unidades

fundamentales son la base de un determinado sistema de unidades,

que quedan definidas por si solas. Ej. La masa, el tiempo, la longitud,

temperatura y otros, son magnitudes que tienen unidades

fundamentales.

Para comprender esto, la masa se mide en unidades de Kilogramos

(Kg), aqu podemos notar que el (Kg) no est compuesta por otras

unidades, por esta razn se lo denomina como unidad fundamental. Lo

mismo podemos decir del tiempo (s), la longitud (m) y otros.

Unidades derivadas, estas unidades estn compuestas por las

unidades fundamentales, se puede decir que son la combinacin de

estas. Ej. La velocidad, la aceleracin, volumen, rea, fuerza, y otros,

son magnitudes que tienenunidades derivadas

Para comprender esto, la velocidadest definida como distancia sobre

tiempo y su unidad de medida es (m/s). Aqu claramente podemos ver

que la velocidad est compuesta por dos unidades fundamentales:

longitud (m) y tiempo (s). Por esta razn se lo denomina comounidad

derivada. Lo mismo se podra decir de la aceleracin (m/s2), volumen

(m3), rea (m2), fuerza (kg m/s2) y otros.

En conclusin, existen ms unidades derivadas que fundamentales.

Magnitud vectorial: Velocidad

Valor numrico y unidad: 100[km/h]

Sentido: hacia la derecha

Direccin:0100 [km/h]

Conceptos bsicos para la correcta

interpretacin y expresin de unidades.

Conceptos bsicos para la correcta

interpretacin y expresin de valores

numricos.


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En cuanto a los diferentes sistemas de unidades que existen se los ha

dividido en dos grupos: Sistemas Absolutos y Sistemas Tcnicos.

Sistemas Absolutos

SISTEMA INTERNACIONAL S.I.):

As como en cualquier sistema de unidades en el sistema internacional

se tienen tanto unidades fundamentales como derivadas.

Unidades fundamentales del S.I.)

Unidades derivadas del S.I.), como anteriormente ya se dijo, las

unidades derivadas son la combinacin de las fundamentales, en el S.I.

tendramos: la velocidad (m/s), aceleracin (m/s2), fuerza (Kg m/s2),

volumen (m3), y otros.

De todos los sistemas que veremos, el ms utilizado para el

tratamiento de datos y el ms importante es el Sistema Internacional(S.I.).

SISTEMA MKS:

Este sistema de unidades es lo mismo que el S.I. la nica diferencia es

que el sistema MKS solo toma tres magnitudes fundamentales

(Longitud, masa y tiempo):

Las magnitudes derivadas de este sistema se obtienen al igual que el

del S.I., por la combinacin de sus unidades fundamentales. Ej.

Velocidad (m/s), aceleracin (m/s2), fuerza (Kg m/s2), volumen (m3),

y otros.

SISTEMA CGS:

Al igual que el MKS toma tres magnitudes fundamentales.

Las magnitudes derivadas del sistema CGS serian: velocidad (cm/s),

aceleracin (cm/s2) fuerza (g cm/s2), volumen (cm3) y otros.

MAGNITUD

FISICA

NOMBRE DE LA

UNIDAD

SIMBOLO DE LA

UNIDAD

Longitud metro m

Masa kilogramo Kg

Tiempo segundo s

Temperatura Kelvin K

Intensidad de

corrienteAmperio A

Intensidad

luminosacandela Cd

Cantidad desustancia

mol Mol

MAGNITUD

FISICA

NOMBRE DE LA

UNIDAD

SIMBOLO DE LA

UNIDAD

Longitud metro m

Masa kilogramo Kg

Tiempo segundo s

MAGNITUD

FISICA

NOMBRE DE LA

UNIDAD

SIMBOLO DE LA

UNIDAD

Longitud centmetro cm

Masa gramo g

Tiempo segundo s

1. SISTEMAS

ABSOLUTOS

SISTEMA DE UNIDADES

2. SISTEMAS

TECNICOS

Sistema

Internacional

Sistema MKS

Sistema CGS

Sistema Ingles

Sistema Tcnico

Mtrico

Sistema Ingles

Tcnico


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SISTEMA INGLES:

Las magnitudes derivadas de este sistema serian: velocidad (ft/s),

aceleracin (ft/s2), volumen (ft3) y otros.

Sistemas Tcnicos

Este sistema toma como unidades fundamentales la longitud, fuerza y

tiempo. En donde la masa pasa a ser una magnitud derivada.

SISTEMA TECNICO METRICO:

SISTEMA INGLES TECNICO:

Cifras significativas

Las cifras significativas indican la precisin de un valor numrico. Para

reconocer las cifras significativas de un nmero necesitamos aprender

la siguiente regla:

Se debe empezar a contar desde el primer digito distinto de cero, hasta

el ltimo digito del nmero (las potencias de diez no se cuentan como

cifras significativas).

Ejemplos:

0,00504

tiene tres cifras significativas (504)5,59 tiene tres cifras significativas (5,59)

74,24x106 tiene cuatro cifras significativas (74,24)

0,00300 tiene tres cifras significativas (300)

0,057049 tiene cinco cifras significativas (57049)

Redondeo

Muchas veces al realizar un ejercicio nos encontramos con cantidades

que contienen muchas cifras significativas, los cuales incomodan al

momento de anotarlos, es por eso que para poder reducir la cantidadde cifras significativas se utiliza el redondeo, para ello necesitamos

aprender las siguientes reglas:

1. El ultimo digitoque se va a anotar, mantiene su valor numrico

si y solo si el digito que le sigue es menor a 5.

Ejemplo: redondear el siguiente nmero, a un nmero con tres cifras

significativas.

56,7495 redondeado a tres cifras significativas (56,7)

2. El ultimo digito que se va a anotar, aumenta su valor en una

unidadsi y solo si el digito que le sigue es mayor o igual a 5.

Ejemplo: redondear el siguiente nmero, a un nmero con tres cifras

significativas.


MAGNITUD

FISICA

NOMBRE DE LA

UNIDAD

SIMBOLO DE LA

UNIDAD

Longitud pie ft

Masa libras lb

Tiempo segundo s

MAGNITUD

FISICA

NOMBRE DE LA

UNIDAD

SIMBOLO DE LA

UNIDAD

Longitud metro m

Fuerza kilogramo fuerza Kgf

Tiempo segundo s

MAGNITUD

FISICA

NOMBRE DE LA

UNIDAD

SIMBOLO DE LA

UNIDAD

Longitud pie ft

Fuerza libra fuerza lbf

Tiempo segundo s

El ltimo digito que se va a anotar es 7 y el digito que le sigue es 4 (menor a 5) por lo

tanto 7 mantiene su valor

El ltimo digito que se va a anotar es 4 y el digito que le sigue es 9 (mayor a 5) por lo

tanto 4 aumenta su valor en una unidad y se convierte en 5


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Ejemplo: redondear los siguientes nmeros, a nmeros con tres cifras

significativas




98,545 redondeando a tres cifras significativas (98,5)

Notacin Cientfica

Es una manera de expresar cantidades muy grandes o muy pequeas

en nmeros multiplicados por una potencia de diez, y as trabajar de

una manera ms cmoda.

Ejemplos:

1 20 000 000 1,210

0,000 0 ,10

Forma general de una cantidad numrica expresada en Notacin

Cientfica.

0 < < 10 es un nmero que est entre 0 y 10

Es un nmero que pertenece al conjunto de los nmeros

enteros.

Prefijos

El uso de prefijos es una manera aun ms cmoda, de expresar

cantidades muy grandes o muy pequeas que estn multiplicados por

alguna potencia de diez conocidas, a las cuales se les remplazan por un

determinado smbolo.

Ejemplos:

1 250000000 m = 1,25x109m = 1,25 Gm

Gm:

se lee Gigametros.

0,00 00025 m = 2,5x106 m = 2,5 m

m:se lee micrmetros.

Los prefijos se presentan en los datos al momento de resolver

ejercicios, en donde lo nico que se debe hacer es remplazarlo por su

equivalencia en potencia de diez.

PREFIJOS

PREFIJO SIMBOLO POTENCIA DE 10

M

U

P

O

exa E 1018 1000000000000000000

peta P 1015 1000000000000000

tera T 1012 1000000000000

giga G 109 1000000000mega M 106 1000000

kilo K 103 1000

hecto h 102 100

deca da 10 10

S

U

M

U

P

O

deci d 101 0,1

centi c 102 0,01

mili m 103 0,001

micro 106 0,000001

nano n 109 0,000000001

pico p 1012 0,000000000001

femto f 1015 0,000000000000001atto a 1018 0,000000000000000001

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