01.Física y Medición

7/25/2019 01.Fsica y Medicin

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M

Contenido

1. Fsica y medicin.6 horas

2. Vectores. 5 horas

3. Movimiento en una dimensin.9 horas

4. Movimiento en dos dimensiones10 horas

5. Las eyes de movimiento.20 horas

6. !ner"a y conservacin de a ener"a.19 horas

#. Momento inea y cho$ues.

16 horas


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Principal objetivo de la Fsica aar e nmero imitado de eyes undamentaes $ue

"oiernan os enmenos naturaes y usaras ara crearteoras $ue uedan ronosticar os resutados deeerimentos uturos.

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Clasificacin La sica se casiica como

Fsica c7sica.

o 8ncuye as teoras concetos eyes y eerimentos en

mec7nica termodin7mica tica y eectroma"netismo creadosantes de 1900.

Fsica moderna.

o 8ncuye a teora de a reatividad y a mec7nica cu7ntica.

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Patrones de longitud, masa y tiempo Las eyes de a sica se eresan como reaciones

matem7ticas entre cantidades sicas.

%antidades undamentaes en mec7nica. Lon"itud.

Masa.

:iemo.

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Sistema internacional de unidades (SI)

'e estaeci en 1960 como un con;unto de atrones araa on"itud a masa y otras cantidades undamentaes.

Lon"itud metro io"ramo "=. :iemo se"undo evin


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Patrn de longitud Aarda.

1120 distancia de a unta de a nariB a etremo de su raBoetendido de rey de 8n"aterra !nri$ue 8.

,ie. Lon"itud de ie de rey de Francia Luis C8V.

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Patrn de longitud Metro.

1#99 a dieBmion@sima arte de a distancia de ecuador a oonorte de una nea on"itudina articuar $ue asa or ,ars.

1960 distancia entre dos neas en una arra esecica deatinoD iridio $ue se conserva a;o condiciones controadas enFrancia.

+@cada de 19#0 1650#63.#3 on"itudes de onda de auB naran;aDro;a emitida or una 7mara de >ritnDE6.

cture de 19E3 +istancia recorrida or a uB en e vacodurante un tiemo de 1G299#9245E s.

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Patrn de masa ?io"ramo.

1EE# masa de un ciindro de aeacin atinoDiridio $ue seconserva en e Laoratorio 8nternaciona de ,esas y Medidas

de 'Hvres Francia.

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Patrn de tiempo 'e"undo.

*ntes de 1960


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Prefijos de potencias de die

Potencia Prefijo Abrev. Potencia Prefijo

Abrev.

10D24 yocto y 103 >io >

10D21

Beto B 106

me"a M10D1E atto a 109 "i"a )

10D15 emto 1012 tera :

10D12 ico 1015 eta ,

10D9 nano n 101E ea !

10D6 micro J 1021 Beta /

10D3 mii m 1024 yota A

10D2 centi c

10D1 deci d

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Pregunta2. !rese as si"uientes cantidades usando os rei;os dados

en a taa.a. 3K104 m

. 5K105 sc. #2K102 "

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!imensin +enota a naturaeBa sica de unacantidad.

+een ser tratadas como cantidadesa"eraicas. (na reacin es correcta soo si as dimensiones de amos

ados de a ecuacin son i"uaes.

%uando reaice c7cuos incuya as unidades ara todas

as cantidades y eve as unidades en todo e c7cuo.

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Conversin de unidades *ntes de reaiBar os c7cuos es necesario ase"urarnos de

$ue todas as cantidades est7n eresadas en e mismosistema de unidades.

'istema internaciona.

Sistema de Masa Longitud Tiempo

unidades

8nternaciona >io"ramo metro se"undo

M?' >io"ramo metro se"undo%)' "ramo centmetro se"undo

8n"@s ira ie se"undo

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Pregunta La distancia entre dos ciudades es de 100 mi. %u7 es e

nmero de >imetros entre as dos ciudades a= menor $ue100 = mayor $ue 100 c= i"ua a 100.

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Pregunta4. 'i una ecuacin es dimensionamente correcta esto

si"niica $ue a ecuacin dee ser verdadera 'i unaecuacin no es dimensionamente correcta esto si"niica

$ue a ecuacin no uede ser verdadera

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Pregunta5. esonda cada re"unta con s o no. +os cantidades deen

tener as mismas dimensionesa= si as suma

= si as mutiicac= si as resta

d= si as divide

e= si usa una cantidad como eonente a eevar a otra a unaotencia

= si as i"uaa

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" " 2

" " 2 "

#jemplo Muestre $ue a eresin $ at es dimensionamente

correcta donde reresenta raideB a aceeracin y t uninstante de tiemo.

8dentii$ue as dimensiones de y de a%

=& a = &

'e mutiica as dimensiones de aor " y se comara con asdimensiones de .

& =& " =&

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#jemplo 'uon"a $ue a aceeracin a de una artcua $ue se

mueve con raideB uniorme en un crcuo de radio r esroorciona a a"una otencia de r or decir rn y a"una

otencia de or decir m. +etermine os vaores de m yn y escria a orma m7s sime de una ecuacin ara aaceeracin. !scria una eresin ara a con una constante adimensiona

de roorcionaidad '

a rn

m a ='r nm

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& =&n & =&

a ='r12 ='

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#jemplo 'ustituya as dimensiones de a r y

m n+m

"

2 "

"

m

8"uae os eonentes de& y " de modo $ue a ecuacin seaancee

n +m =1 m =2

esueva e sistema de ecuacionesn =1 m =2 !scria a eresin ara a aceeracin

2r


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1609 m

1 min 1 h

#jemplo !n una autoista interestata en una re"in rura

deNyomin" un automvi via;a con una raideB de 3E.0 mGs.

! conductor reas e mite de veocidad de #5.0 miGh 'e convierten os metros a mias

(3E.0 m s ) 1 mi =2.36 102 mi s

'e convierte de se"undos a horas

(2.36 102 mi s ) 60 s 60 min =E5.0 mi h

! conductor reas e mite de veocidad.

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Clculo de orden de magnitud ,otencia de dieB de nmero $ue descrie una cantidad.

! orden de ma"nitud de un nmero se determina demodo si"uiente1. !rese e nmero en notacin cientica con e mutiicador

de a otencia de dieB entre 1 y 10 unidades.

2. 'i e mutiicador es menor $ue 3.162


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Clculo de orden de magnitud O Pes de orden deQ.

!;emos

0.00E6 O 102

0.0021 O 103

#20. O 103

%uando se hace una estimacin de orden de ma"nitud osresutados son coniaes hasta dentro de un actor aroimadode

10. 'i una cantidad aumenta su vaor or tres rdenes de ma"nitud

su vaor aumenta or un actor de aroimadamente 103 R 1000.

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1 aSo 1 da 1 h

(#0 aSos )(6 105 min aSo )=4 10# min

(10 resiraciones min )(4 10# min )=4 10E resiraciones

#jemplo !stime e nmero de resiraciones reaiBadas durante

una vida humana romedio. !ncuentre e nmero aroimado de minutos en un aSo

(1 aSo)400 das 25 h 60 min =6 105 min

ae e nmero aroimado de minutos en #0 aSos

!ncuentre e nmero aroimado de resiraciones en unavida

(na ersona toma en e orden de 109 resiraciones en unavida.

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Cifras significativas Medicin usada ara indicar a incertidumre de as

mediciones eerimentaes.

! nmero de ciras si"niicativas se otiene aicando assi"uientes re"as 'on ciras si"niicativas e rimero y e timo d"ito dierentes de

cero.

o !n e nmero 50430 os d"itos 5 y 3 son si"niicativos.

!n os nmeros $ue no contienen ceros todos osd"itos $ue o orman son si"niicativos.

o ! nmero 3245 tiene 4 ciras si"niicativas.

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Cifras significativas Los ceros entre d"itos si"niicativos son si"niicativos.

o ! nmero 402E00.3 tiene # ciras si"niicativas.

Los ceros a a iB$uierda de rimer d"ito $ue no es cero no

son si"niicativos.o ! nmero 0.023 osee 2 ciras si"niicativas.

!n un nmero con d"itos a a derecha de unto decima os cerosa a derecha de timo nmero dierente de cero sonsi"niicativos.

o ! nmero 0.0200 osee 3 ciras si"niicativas.

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Cifras significativas !n un nmero sin decimaes os ceros $ue est7n a a derecha de

timo d"ito dierente de cero ueden ser si"niicativos o no.!n este caso se dice $ue e nmero de ciras si"niicativas esami"uo.

o ! nmero 33000 osee un nmero de cirassi"niicativas ami"uo.

,ara evitar a ami"Tedad se recurre a a notacincientica eresando nicamente as ciras si"niicativas.

o ! nmero 3.3 104 tiene 2 ciras si"niicativas.

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Cifras significativas %uando se mutiican varias cantidades e nmero de

ciras si"niicativas de a resuesta es e mismo $ue enmero de ciras si"niicativas de a cantidad $ue ten"a e

menor nmero de ciras si"niicativas. La misma re"as seaica a a divisin.

%uando se suman o restan nmeros e nmero deosiciones decimaes de resutado dee ser i"ua a

nmero m7s e$ueSo de osiciones decimaes de cua$uiert@rmino de a oeracin.

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#jemplo !n una haitacin de 12.#1 m de on"itud y 3.46 m de

ancho se instaar7 una aomra. !ncuentre e 7rea de ahaitacin.

R (12.#1 m )(3.46 m ) =43.9#66 m2

La re"a de a mutiicacin dice $ue e nmero de cirassi"niicativas dee ser i"ua a nmero de ciras si"niicativas $ueest@ resente en a cantidad medida $ue ten"a e nmero m7s a;ode ciras si"niicativas. ,or o tanto

=44.0 m2

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*esumen +einiciones.

Las tres cantidades undamentaes de a mec7nico son longitudmasa y tiempo $ue en '8 tienen as unidades metro


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*esumen %oncetos y rinciios.

! m@todo de an7isis dimensiona es muy vaioso ara resoverroemas de sica.

Las dimensiones son tratadas como cantidades a"eraicas. * reaiBar estimaciones y c7cuos de orden de ma"nitud dee ser

caaB de aroimar a resuesta a un roema cuando no hayasuiciente inormacin disonie ara eseciicar cometamenteuna soucin eacta.

%uando cacue un resutado a artir de varios nmeros medidosdonde cada uno tiene cierta recisin dee dar e resutado cone nmero correcto de ciras si"niicativas.

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*esumen

%oncetos y rinciios. %uando mutii$ue varias cantidades e nmero de ciras

si"niicativas en a resuesta ina es e mismo $ue e nmero de

ciras si"niicativas en a cantidad $ue tiene e nmero m7se$ueSo de ciras si"niicativas.

La misma re"a se aica a a divisin.

%uando se suman o restan nmeros e nmero de u"aresdecimaes en e resutado dee ser i"ua a nmero m7s e$ueSo de

u"ares decimaes de cua$uier t@rmino en a suma.

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