Unidad 1. Unidades de Medida

8/16/2019 Unidad 1. Unidades de Medida

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CARRERA DE INGENIERÍA FORESTAL

F Í S I C A I

Docente: Ing. Julio Ord!e" Vi#$nco% &g.

Sc.


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F-ic$ I Ingenier-$ Foret$l UNLUNIDAD +: FÍSICA ' &EDICIONES

INTRODUCCI/N

“El científco no estudia la naturaleza porque seaútil; la estudia porque se deleita en ella, y se deleitaen ella porque es hermosa. Si la naturaleza no uerahermosa, no valdría la pena conocerla, y si no valiera

la pena conocer la naturaleza, no valdría la penavivir la vida” enri !oincar"

De allí que la física, fundamental entre las ciencias

físicas, se ocupa de los principios esenciales delUniverso. Es el cimiento sobre el que se erigen lasotras ciencias: astronomía, biología, química ygeología. La belleza de la física consiste en la

simplicidad de sus principios cardinales y en la formaen que sólo un pequeo n!mero de conceptos y


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INTRODUCCI/N

$%&'()

• *E(+'() (L+&'()• -EL)'/'D)D•

E-*0D'+*'()• ELE(-0*)1E'&*0• 23'()• *E(+'() (U+'()


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FEC0AS I&1ORTANTES EN LA 0ISTORIA DE LAFÍSICA

456 )(apro# )ristóteles describe el movimiento en t7rminos detendencias naturales

586 )(apro#

)rquímedes descubre el principio de la 9otabilidad

86 )(

apro# olomeo re"na el sistema geoc7ntrico

8;4 (op7rnico publica su sistema 8?@Ara@?Bleper publica tres leyes del movimientoplanetario

@4;1alileo avanza en la comprensión del movimientoacelerado

@C= eton presenta la teoría de la mecnica en suobra !rincipia


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=4C Aernoulli e#plica el comportamiento de los gasesen t7rminos de movimientos moleculares

=?8 (avendis< mide la constante gravitacional 1

C66 /olta inventa la batería el7ctrica

C8>C56 Foung y otros dan pruebas de la naturalezaondulatoria de la luz

C4$araday y Genry descubren la inducciónelectromagn7tica

C@?*endelev organiza los elementos en una tablaperiódica

CCC Gertz genera y detecta las ondas de radio

C?8 -oentgen descubre los rayos H

C?@ Aecquerel descubre la radiactividad


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?66 3lancI presenta la idea cuntica

?68Einstein presenta el concepto de corp!sculo deluz JfotónK

?68Einstein presenta la teoría de la relatividadespecial

? -ut


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?;=Aardeen, Arattain y &


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TAREA 1ARA SIGUIENTE SESI/N

. -esumen de las ideas principales e#puestas porcada grupo.

5. Lección escrita.


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&AGNITUDES FÍSICAS% CANTIDAD 2 UNIDAD• &e denominan magnitudes físicas a las

propiedades o aspectos observables de unsistema físico que pueden ser e#presados enforma num7rica. Es decir, las magnitudesfísicas son propiedades o atributos

medibles.


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&AGNITUDES FÍSICAS% CANTIDAD 2 UNIDAD• En el lenguaMe de la $ísica, la noción de cantidad

se re"ere al valor num7rico que toma la magnitudfísica. 3or eMemplo: 8 m, 8 Im, ; plg, .8 Ig, 66lb.

• La unidades en cambio se re"eren al patrón de

comparación que se utiliza para e#presar tal ocual magnitud física. 3or eMemplo: metro, pulgada,pie, libra, Iilogramo, tonelada.

• Entonces, la medida de una magnitud física

supone la comparación del obMeto que encarnadic


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CLASIFICACI/N DE LAS &AGNITUDES FÍSICAS

1RI&ERACLASIFICACI/N

&AGNITUDESESCALARES

3 Longitud3 Volu4en

3 &$$3 Te45er$tur$

3 Energ-$

&AGNITUDESVECTORIALES

3 Fuer"$3 Velocid$d

3 Aceler$cin3 Tr$6$7o

- -


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CLASIFICACI/N DE LAS &AGNITUDES FÍSICAS

SEGUNDACLASIFICACI/N

&AGNITUDESFUNDA&ENTALES

3 Longitud3 &$$

3 Tie45o

&AGNITUDESDERIVADAS

3 8re$

3 Fuer"$3 Velocid$d3 1rein3 Tr$6$7o

F- i I I i - F l UNL


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EST8NDARES DE LONGITUD% &ASA 2 TIE&1O• (onsecuentemente, la $ísica busca demostrar sus

teorías mediante observaciones e#perimentales,las cuales requieren mediciones cu$ntit$ti#$ delos diferentes parmetros que intervienen.

R81IDA99

t );4in 99

LENTA 99

F- i I I i - F t l UNL


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EST8NDARES DE LONGITUD% &ASA 2 TIE&1O• En la )ec*nica #l*sica cada medición debe

asociarse a un est*ndar accesible y que tengaalguna propiedad que se pueda reproducir demanera con"able y que no varíe con el tiempo.

• En ?@6 un comit7 internacional estableció un

conMunto de est*ndares para las cantidadesfundamentales de la ciencia, Este conMunto deest*ndares se llama SI J&istema 'nternacional deUnidadesK.

•

Las unidades fundamentales del &' para longitud,masa y tiempo son el metro, +iloramo yseundo.

• En *ecnica las tres cantidades fundamentales

son Mustamente longitud PLQ, masa P*Q y tiempoPQ.



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&AGNITUD FUNDA&ENTAL: LONGITUD• &e denomina longitud a la distancia entre dos

puntos en el espacio.• La primera unidad de medida de longitud fue la

yarda, establecida en 56 por el -ey de'nglaterra.

• En $rancia se estableció como unidad de medidade longitud el pie.

• En =??, en $rancia, se estableció el metro comoel estndar legal de longitud, de"ni7ndolo como

una diezmillon7sima parte de la distancia delecuador al 3olo orte a lo largo de una línea quepasa por 3arís.

• Despu7s de varias de"niciones del metro,

"nalmente, a partir de octubre de ?C4 se lode"nió como la distancia recorrida or la luz



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&AGNITUD FUNDA&ENTAL: LONGITUD

F-ic$ I Ingenier-$ Foret$l UNL


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&AGNITUD FUNDA&ENTAL: &ASA• &e denomina 4$$ a la cantidad de materia que

tiene un cuerpo, siendo una propiedad e#tensivay propia del mismo.

• La unidad fundamental de masa en el &' es el!ilogramo "!g#.

• El Iilogramo se de"ne como la masa de uncilindro de aleación platino$iridio especí%co&ue se conserva en la '%cina (nternacionalde )esos y *edidas en +vres, -rancia.

• Esta de"nición fue establecida en CC= y no


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&AGNITUD FUNDA&ENTAL: &ASA



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&AGNITUD FUNDA&ENTAL: TIE&1O• &e denomina tie45o a la magnitud física con la

que medimos la duración o separación deacontecimientos suMetos a cambio, de lossistemas sometidos a observación.

• )ntes de ?@6 el tiempo fue de"nido en t7rminos

del día solar medio


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&AGNITUD FUNDA&ENTAL: TIE&1O



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&AGNITUDES DERIVADAS• &on una combinación matemtica de las

magnitudes fundamentales.• EMemplos: el rea, el volumen, la rapid7z, la

aceleración, la densidad.• La densidad JSK de cualquier sustancia se define

como la cantidad de masa que posee un cuerpo por unidad de volumen. 3or consiguiente suunidad viene e#presada en IgRmT.

• La densidad base o unitaria se asocia a ladensidad del agua dulce a ;( determinada en666 IgRmT.



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&AGNITUD DERIVADA: DENSIDAD



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1REFIJOS 1ARA &


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CONVERSI/N DE UNIDADES• Debido a la e#istencia de diferentes sistemas de

unidades J*B&, (1&, 'ngl7s, &'K, en muc


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CONVERSI/N DE UNIDADES• EMemplo: el escritorio tiene una altura de C8 cm.

E#presar esta magnitud en pies y en pulgadas.



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CONVERSI/N DE UNIDADES• EMemplo: la velocidad límite de circulación en la

ciudad de LoMa es de @6 ImR


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TAREAS 1ARA SIGUIENTE SESI/N

. -esolución de eMercicios:


EH0 3+1')EXE-('('

0&E-E1)

-

&eray ; al @ 5&eray 8 6 al 5; 5



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&ATERIA 2 CONSTRUCCI/N DE &ODELOS



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AN8LISIS DI&ENSIONALLa palabra NdimensiónO denota la naturaleza física

de una cantidad. 3or eMemplo la medición de unadistancia entre dos puntos se dice que es unaNlongitudO y su unidad puede estar e#presada enmetros, pulgadas, centímetros.

El anlisis dimensional consiste en e#presar unadeterminada NcantidadO en NunidadesO elementales,como son la longitud JLK, masa J*K y tiempo JK.



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AN8LISIS DI&ENSIONAL$undamentalmente se utiliza el Nanlisis

dimensionalO para veri"car si una determinadaecuación es correcta al maneMar las dimensionescomo cantidades algebraicas.

EMemplo: validar la e#presión mediante anlisisdimensional.

En este caso, puede e#presrase de forma generalque:



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AN8LISIS DI&ENSIONALEMemplo: determinar las dimensiones de la

NdensidadO:

EMemplo: la siguiente ecuación es dimensionalmentecorrecta W



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gUNIDAD +: FÍSICA ' &EDICIONES

ESTI&ACIONES 2 C8LCULOS DE ORDEN DE&AGNITUD

El Norden de magnitudO de un n!mero se e#presa dela siguiente forma:. Escribir el n!mero en notación cientí"ca Jun

dígito entero por la potencia de diezcorrespondienteK.

5. &i el multiplicador de la potencia es menor que4.@5 JK, el Norden de magnitudO del n!mero es

directamente la potencia de diez del n!meroescrito en notación cientí"ca.4. En cambio, si el multiplicador de la potencia es

mayor que 4.@5 JK, el orden de magnitud del

n!mero ser una potencia mayor que la deln!mero e# resado en notación cientí"ca.



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ESTI&ACIONES 2 C8LCULOS DE ORDEN DE&AGNITUD

EMemplos:

N1RESI/NFINAL

6.668 8# 8Y 6.668 Z

6.665 5# 5[ 6.665 Z

C5 C.5# C.5Y C5 Z

,;8,466 .;84# .;8[ ,;8,466 Z

N1RESI/NFINAL

6.668

6.665

C5

,;8,466



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CIFRAS SIGNIFICATIVAS(uando se miden ciertas cantidades, los valores

medidos son con"ables dentro de los límites de laincertidumbre e#perimental\ esto es, quedependern del tipo de medida a tomarse, de losequipos disponibles y de la e#periencia del personal.

“El número de ciras sinifcativas de una medici-nsirve para epresar alo acerca de la incertidum/re”

3or eMemplo, si


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CIFRAS SIGNIFICATIVAS)l calcular el rea en este mismo eMemplo, resulta:

&in embargo, como las cifras signi"cativas de lamedición original es 5, el resultado del rea tambi7ndebería deMarse con 5 cifras signi"cativas\ esto es,.#.

Una regla empírica dice que:



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CIFRAS SIGNIFICATIVAS3ara cuando se realicen sumas y restas de n!meros

con diferente n!mero de cifras signi"cativas, puedeaplicarse la siguiente regla:

EMemplos:

54^8.48_5C.48 Jporque 8.48 tiene 5 cifrasdecimalesK54.66^8.48_5C.48 Jporque ambos tienen 5 cifrasdecimalesK54.6^8.486_5C.; Jporque 54.6 tiene lugardecimalK

F-ic$ I Ingenier-$ Foret$l UNLÍ


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CIFRAS SIGNIFICATIVAS3ara este curso, se asumirn todos los resultados

con tres cifras signi"cativas e#presados en notacióncientí"ca.

3ara truncar a un determinado n!mero de cifras

signi"cativas, se seguir la regla general deredondear al inmediato superior si el siguienten!mero es mayor a 8. &i el siguiente dígito es iguala 8 se redondear al inmediato par ms cercano.

EMemplos:8.4@= _ 8.4=.54 _ .5

;.448 _ ;.4;



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UNIDAD +: FÍSICA ' &EDICIONES


. -ecomendado: leer el literal .5. *)E-') F(0&-U(('2 DE *0DEL0& del te#to guíaJ&erayK

5. -esolver los eMercicios:


EH0 3+1')EXE-('('

0&E-E1)

-

&eray 8 = al ?

&eray @ 58 al 4; 5



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TEORÍA DE ERRORES

ERROR: Es la discrepancia que e#iste entre la

magnitud NverdaderaO y la magnitud obtenida.E>ACTITUD: &e re"ere a que tan cercano est elvalor medido o calculado con el valor verdadero.1RECISI/N: &e re"ere a que tan cercano esta unvalor individual medido o calculado con respecto alos otros.



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TEORÍA DE ERRORES



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TEORÍA DE ERRORES

E7ercicio 5r?ctico: determinar el rea de lapizarra.

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TI1OS DE ERROR

Error $6oluto: Es igual a la diferencia entre elvalor verdadero y el valor apro#imado:

Error Rel$ti#o: Es el cociente del error absolutorespecto al valor verdadero:

Error Rel$ti#o 1orcentu$l:



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TI1OS DE ERROR

Error 5or redondeo: Es aquel que resulta derepresentar apro#imadamente una cantidad e#actaaumentando o disminuyendo arti"cialmente el valorde una magnitud.

EMemplos: redondear a 5 decimales y determinar elerror por redondeo:

.4@@@ ` .45Error # redondeo _ .4@@@>.45 _ 6.6644;

@4.58;44 ` @4.58Error # redondeo _ @4.58;44>@4.58 _ 6.66;44



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TI1OS DE ERROR

Error 5or trunc$4iento: &on aquellos queresultan al usar una apro#imación en lugar de unprocedimiento matemtico.

EMemplos: truncar a 5 decimales y determinar elerror:

.4@@@ ` .4

Error # truncamiento _ .4@@@>.4 _ 6.66@@@

@4.58;44 ` @4.58Error # truncamiento _ @4.58;44>@4.58 _ 6.66;44



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TI1OS DE ERROR

Error nu4@rico tot$l: Es el resultado de sumar loserrores de truncamiento y redondeo.3ara minimizar los errores de redondeo debeincrementarse el n!mero de cifras signi"cativas.

El error de truncamiento puede reducirse por untamao de paso ms pequeo.



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. -ecomendado: leer completo el capítulo . $%&'() F *ED'('2 del te#to guía J&eray, =a. ediciónK.

5. 0bligatorio: repasar todas las preguntas y

eMercicios que se presentan al "nal del capítulo.

4. E#men escrito de la Unidad : $%&'() F*ED'('2.

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