1 fisica introduccion
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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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7/21/2019 1 fisica introduccion
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1 | Fsica Introduccin Fsica | Derum
2 Pre facultativos de Ingeniera
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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Fsica | Derum 1 | Fsica Introduccin
Pre facultativos de Ingeniera 3
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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4 Pre facultativos de Ingeniera
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.
53,4985 redondeado a tres cifras significativas (53,5)
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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Pre facultativos de Ingeniera 5
Ejemplo: redondear los siguientes nmeros, a nmeros con tres cifras
significativas
57,9457 redondeado a tres cifras significativas (57,9)
0,03436 redondeado a tres cifras significativas (0,0344)
6,0086 redondeado a tres cifras significativas (6,01)
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