Introducción a la física

Introducción a la Física

El día de hoy aprenderemos a usar las diferentes magnitudes físicas y los sistemas de unidades aplicándolos en problemas cotidianos, además aprenderemos a reportar nuestros resultados de manera correcta.

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"Potenciamos tu calidad humana y profesional al servicio de la sociedad"

Contenido

Estos son los temas que abordaremos en nuestra primera semana de clase

Estándares de longitud, masa y tiempo

Notación científica y Cifras Significativas

Prefijos del Sistema Internacional

Sistemas de unidades

"En la Católica nos cuidamos de corazón"

Estándares de longitud, masa y tiempo

Patrones de medida

La física es una ciencia sustentada por resultados experimentales, para obtener dichos resultados experimentales es preciso llevar a cabo el acto de medir, que no es más, que comparar una cantidad física con otra, la cual se usa como patrón de medida.

Estándares de longitud, masa y tiempo

Patrones de medida

En física contamos con 7 cantidades fisicas o magnitudes físicas, a partir de las cuales puedo describir todas las demás, cada una tiene su patrón de medida al cual se le asocia una unidad. A estas 7 cantidades físicas se les conoce como magnitudes fundamentales.

Magnitudes fundamentales

A continuación se mencionan las magnitudes fundamentales usadas en física

Conferencia general de pesos y medidas 1875

Tiempo segundo (s)

Longitud metro (m)

Masa Kilogramo (kg)

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Magnitudes fundamentales

A continuación se mencionan las magnitudes fundamentales usadas en física

Conferencia general de pesos y medidas 1875

Tiempo segundo (s)

Longitud metro (m)

Masa Kilogramo (kg)

Corriente eléctrica Amperio (A)

"Potenciamos tu calidad humana y profesional al servicio de la sociedad"

Magnitudes fundamentales

A continuación se mencionan las magnitudes fundamentales usadas en física

Conferencia general de pesos y medidas 1875

Tiempo segundo (s)

Longitud metro (m)

Masa Kilogramo (kg)

Intensidad Luminosa candela (cd)

Corriente eléctrica Amperio (A)

Temperatura Kelvin (K)

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Magnitudes fundamentales

A continuación se mencionan las magnitudes fundamentales usadas en física

Conferencia general de pesos y medidas 1875

Tiempo segundo (s)

Longitud metro (m)

Masa Kilogramo (kg)

Intensidad Luminosa candela (cd)

Corriente eléctrica Amperio (A)

Cantidad de Sustancia mol (mol)

Temperatura Kelvin (K)

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Actividad No. 1

Accede al libro electrónico Fundamentos de Física de Serway en la secuencia 33 a través de la Biblioteca de la Universidad Católica de Pereira dando clic en la imagen de la biblioteca y consulta los estándares de medida usados para el metro, el kilogramo y el segundo. Si no te abre, ingresa a la pagina de la UCP, a través de la pestaña de estudiantes, accede a bilbioteca y alli busca en recursos, recursos electrónicos dale clic a libros electrónicos y luego e-Books 7-24, allí busca el libro

Ahora, con lo que revisaste de la lectura, ¿estás listo y completamente preparado para responder la siguiente pregunta?

¿El video corresponde al patrón de medida de que unidad?

El kilogramo

El tiempo

La masa

Muy bien, la barra de platino-iridio es el estandar del kilogramo, se protege de factores ambientales usando campanas de vacio y se guarda en Sèvres, Francia en una bóveda del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología

¡Correcto!

SIGUIENTE

Magnitudes derivadas

Como se mencionó antes, a partir de las magnitudes fundamentales, podemos obtener todas las demás magnitudes físicas, a estas magnitudes se les conoce como magnitudes derivadas, a continuación nombramos las que vamos a usar en este curso de física

Área (m^2)

Fuerza (N)

Velocidad (m/s)

Volumen (m^3)

Densidad (kg/m^3)

Potencia (W)

Energía (J)

Aceleración (m/s^2)

Pero las unidades que mencionamos para las diferentes magnitudes tanto fundamentales como derivadas no son las únicas que se utilizan...

¿cómo se organiza todo esto?

Sistemas de unidades

La Física busca poder medir cantidades, que al ser involucradas en un modelo matemático, permitan describir cuantitativamente un fenómeno y posteriormente realizar predicciones sobre dicho fenómeno. Teniendo en cuenta esto, la medida que hagamos debe ser igual para cualquier persona en cualquier parte del mundo. Para conseguir esto nacen los sistemas de medidas

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Sistemas de unidades

Actualmente usamos dos sistemas de medidas, el sistema métrico o Sistema Internacional (SI) y el Sistema anglosajón o Sistema Inglés. En el mapa se presentan en verde los países que usamos el Sistema Internacional, en rojo el país que usa el Sistema Inglés y en amarillo los países que usaban el Sistema Inglés pero estan haciendo la transición al Sistema Internacional.

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Sistema Internacional

Observa el video para que aprendas como evoluciona el sistema internacional

En el siguiente video podemos ver una parodia realizada en el programa jóvenes titanes, T5E16, sobre el sistema inglés y el sistema internacional

¿Y tú que opinas sobre lo que hemos visto hasta ahora?

Prefijos del Sistema Internacional

·El Sistema Internacional también se conoce como Sistema métrico decimal, esto es debido a que está construido sobre potencias o múltipos de 10. Esto hace que podamos convertir facilmente de una unidad de medida a otra más grande o más pequeña dentro del sistema intercional.

Prefijos del Sistema Internacional

¿Cómo podemos usar los prefijos del Sistema Internacional para pasar de una unidad a otra?

¡Intentemos convertir unidades!

PREGUNTA 1/3

Intenta convertir 200cm a m

20m

2m

¡Excelente! la forma correcta de hacer la conversión es dividir los 200cm en 100, obteniendo asi la cantidad en metros

¡Correcto!

SIGUIENTE

PREGUNTA 2/3

¿Es correcto afirmar que para convertir 550km en mm debo dividir 550 entre 1000000?

Falso

Verdadero

¡Muy Bien! Es falso, ya que para pasar de una unidad mayor a una menor debo multiplicar, lo correcto sería multiplicar 550 por 1000000, asi obtendría la medida en milimetros

¡Correcto!

SIGUIENTE

PREGUNTA 3/3

Intenta convertir 2TB en GB

No se =(

0.002GB

2000GB

¡¡¡Super!!! Para pasar de una unidad mayor a una menor, debo multiplicar, y en este caso, multiplicamos por 1000 para obtener la medida en Gigabytes

¡Correcto!

SIGUIENTE

Notación Científica y Cifras Significativas

Ahora aprenderemos a usar la notación científica para expresar cantidades de manera compacta y usaremos las cifras significativas para reconocer los términos en una cantidad, que tienen significado físico

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Notación Científica

Cuando hablamos que en física debemos medir magnitudes para poder describir matemáticamente fenómenos, estamos considerando medidas de magnitudes muy....muy grandes o tambien medidas de magnitudes muy,,,muy pequeñas

Y trabajar con números que son muy grandes o números que son muy pequeños, podemos tener una alta probabilidad de equivocarnos.Para dar solución a esto se propone hacer uso de la notación científica

Notación Científica

Como comentabamos la notación científica es una herramienta de la física para expresar números grandes o muy pequeños de una forma compacta y también para facilitar cálculos. En la notación científica se representa un número como el producto de un número mayor que 1 y menor que 10 (llamado mantisa) y una potencia (expresada por un exponente) de 10:

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Ahora intenta hacerlo tú

PREGUNTA 1/3

Escoge la opción que describa como expresar en notación cientifica el número 12'000.000

12x106

1.2x106

1.2x107

¡Super Bien! Escribiste muy bien el número. Felicitaciones, estas aprendiendo a usar de manera correcta la notación científica

¡Correcto!

SIGUIENTE

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PREGUNTA 2/3

Expresa este número en notación científica: 0.325

32.5x10-1

325x10-3

3.25x10-1

¡Super bien! Cada vez lo haces mejor

¡Correcto!

SIGUIENTE

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PREGUNTA 3/3

Este número 4.52x10-4 representa el valor

0.0425

0.0000452

0.000452

¡Fue más difícil pero lo hiciste muy bien!

¡Correcto!

SIGUIENTE

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Cifras Significativas (C.S)

Las cifras significativas son las cifras que tienen significado físico en una medida. ¿Puedes decirme que medida ves en la imagen?

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Cifras Significativas (C.S)

Si decimos que la regla mide 4.95768 cm, estariamos mintiendo, ya que solo logramos ver con certeza la medida 4.9 cm y podemos arriesgarnos a decir que mide 4.95cm, donde el 5 sería un número incierto, ya que igual puede ser 4.94 o 4.96 cm. Es decir, al medir con la regla solo puedo dar dos decimales y en este caso 3 c.s

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Cifras Significativas

Según lo planteado las cifras significativas son aquellas que tienen un grado de certeza en la medida y para trabajar con ellas se deben tener en cuenta algunas reglas que se listan a continuación

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Reglas de las cifras significativas

Regla No.1

Los ceros a la derecha de un número si cuentan como cifras significativas.

Regla No. 2

Los ceros a la izquierda de un número no cuentan como cifras significativas.

Cuando se multiplican o dividen varias cantidades, el número de cifras significativas en el resultado es igual al número de cifras significativas del número de menos cifras significativas que participan en la operación.

Regla No. 3

Reglas de las cifras significativas

Cuando se suman o restan números, el número de decimales significativos del resultado debe ser igual al número de decimales significativos del sumando que tiene menos decimales.

Regla No.4

Al hacer la reducción de cifras se debe tener en cuenta las propiedades del redondeo.

Regla No. 5

Si hacen falta cifras significativas para expresar el resultado completo, cumpliendo las reglas 3 y 4, entonces debo hacer uso de la notación científica, ya que en notación cientifica solo cuentan las c.s. de la mantisa

Regla No. 6

Vamos a practicar las reglas para las Cifras Significativas, piensa cuantas c.s tiene cada número y luego ubica el mouse sobre el recuadro para confirmar tu resultado

2c.s

5c.s

1c.s

0.000008

4.5600

3.5x106

7c.s

2c.s

1c.s

3.0

1000000

Vamos a practicar las reglas para las Cifras Significativas, escribe en el recuadro el resultado de la operacion teniendo en cuenta las c.s.

2c.s.

3c.s.

2c.s.

8.5

3.16 x

2.7 =

Vamos a practicar las reglas para las Cifras Significativas, escribe en el recuadro el resultado de la operacion teniendo en cuenta las c.s.

2c.s.

3c.s.

2c.s.

1.2

3.16 /

2.7 =

Vamos a practicar las reglas para las Cifras Significativas, escribe en el recuadro el resultado de la operacion teniendo en cuenta las c.s.

0d.s.

2d.s.

0d.s.

13

10.16 +

3 =

Resumamos todo....

Notación Cientifica y Cifras significativas

Prefijos del sistema internacional

Estándares de longitud, masa y tiempo

Sistema de unidades

Con el fin de poder lograr que todos usemos los mismos patrones y el mismo lenguaje, se crean los sistemas de unidades, nosotros usamos el sistema internacional

Los prefjos se usan para pasar de una cantidad a otra, es decir para convertir una cantidad grande a una pequeña y viceversa

Los patrones de medida se usan para poder comparar lo que queramos medir con ellos y asi lograr obtener un dato cuantitativo

Estas son herramientas para el trabajo con números en especial si provienen de una medida

¡Trabajo hecho!

Los hiciste muy bien, sigue practicando para que puedas continuar en tu aventura de aprender Física