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Capítulo 1: IntroducciónCapítulo 1: IntroducciónPresentación PowerPoint dePresentación PowerPoint de

Paul E. Tippens, Profesor de FísicaPaul E. Tippens, Profesor de Física

Southern Polytechnic State Southern Polytechnic State UniversityUniversity© 2007, Paul E. Tippens

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Capítulo 1 Capítulo 1 Objetivos:Objetivos:

•¿Qué es física?¿Qué es física?

•El método científicoEl método científico

•¿Cómo debo estudiar física?¿Cómo debo estudiar física?

Foto: Cortesía de Foto: Cortesía de NASANASA

Prueba del Mars RoverPrueba del Mars Rover

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¿Qué es física?¿Qué es física?

FísicaFísica es la ciencia que investiga los es la ciencia que investiga los conceptos fundamentales de materia, conceptos fundamentales de materia, energía y espacio y las relaciones entre energía y espacio y las relaciones entre ellos.ellos.

FísicaFísica es la ciencia que investiga los es la ciencia que investiga los conceptos fundamentales de materia, conceptos fundamentales de materia, energía y espacio y las relaciones entre energía y espacio y las relaciones entre ellos.ellos.

La La física física es la más básica de es la más básica de las ciencias, y apuntala a las ciencias, y apuntala a todas las otras disciplinas de todas las otras disciplinas de la ciencia, la medicina y la la ciencia, la medicina y la ingeniería.ingeniería.Los Los físicos físicos solucionan solucionan problemas que con frecuencia problemas que con frecuencia encuentran nuevos retos y encuentran nuevos retos y desarrollan nuevas teorías.desarrollan nuevas teorías.

NASANASA

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¿Dónde puedo ¿Dónde puedo trabajar como trabajar como

físico?físico?

Un fuerte antecedente en Un fuerte antecedente en física le prepara para casi física le prepara para casi cualquier ocupación que cualquier ocupación que involucre ciencias o involucre ciencias o ingenierías.ingenierías.

NISTNIST

Alto Alto voltajevoltaje

NASANASA

Mars RoverMars Rover

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Método científicoMétodo científicoSubyacente a toda investigación Subyacente a toda investigación científica están los principios guía del científica están los principios guía del método científicométodo científico..

1.1. Planteamiento del problema. Planteamiento del problema.

2.2. Observación: recolección de Observación: recolección de datos.datos.

3.3. Hipótesis: explicación propuesta.Hipótesis: explicación propuesta.

4.4. Prueba experimental.Prueba experimental.

5.5. Aceptación o rechazo de la Aceptación o rechazo de la hipótesis.hipótesis.

1.1. Planteamiento del problema. Planteamiento del problema.

2.2. Observación: recolección de Observación: recolección de datos.datos.

3.3. Hipótesis: explicación propuesta.Hipótesis: explicación propuesta.

4.4. Prueba experimental.Prueba experimental.

5.5. Aceptación o rechazo de la Aceptación o rechazo de la hipótesis.hipótesis.

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Ejemplo del método Ejemplo del método científicocientífico

Albert Einstein dijo una vez: “Ejemplo no es Albert Einstein dijo una vez: “Ejemplo no es otra forma de enseñar, es la única forma de otra forma de enseñar, es la única forma de enseñar.”enseñar.”

yy

En este ejemplo, observe En este ejemplo, observe un objeto que cae e un objeto que cae e intente predecir la intente predecir la distancia que caerá en un distancia que caerá en un tiempo particular.tiempo particular.

En este ejemplo, observe En este ejemplo, observe un objeto que cae e un objeto que cae e intente predecir la intente predecir la distancia que caerá en un distancia que caerá en un tiempo particular.tiempo particular.

Aquí se ignora mucha de la matemática Aquí se ignora mucha de la matemática para proporcionar sólo los pasos básicos para proporcionar sólo los pasos básicos del proceso.del proceso.

Tiempo Tiempo tt

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Planteamiento del Planteamiento del problemaproblema

Se necesita predecir el tiempo de Se necesita predecir el tiempo de caída para una distancia vertical caída para una distancia vertical y.y.Se necesita predecir el tiempo de Se necesita predecir el tiempo de caída para una distancia vertical caída para una distancia vertical y.y.

yy

Al plantear el problema, Al plantear el problema, simplemente se verbaliza simplemente se verbaliza una necesidad de conocer una necesidad de conocer o poder predecir algún o poder predecir algún evento. El problema puede evento. El problema puede no ser resoluble.no ser resoluble.

Tiempo Tiempo tt

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ObservacionesObservaciones

Para abordar el problema, se Para abordar el problema, se organizan los datos y muchas organizan los datos y muchas observaciones de ensayo.observaciones de ensayo.

yy11

tt11 yy22

tt22 yy33 tt33

Se mide el tiempo para Se mide el tiempo para varias caídas a diferentes varias caídas a diferentes alturas.alturas.

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HipótesisHipótesisAl aplicar técnicas matemáticas y de graficación a Al aplicar técnicas matemáticas y de graficación a los datos observados, se nota que el tiempo de los datos observados, se nota que el tiempo de caída es proporcional al cuadrado del tiempo, caída es proporcional al cuadrado del tiempo, tt22..

Se escribe la siguiente Se escribe la siguiente ecuación y la constante ecuación y la constante k k se determina a partir de los se determina a partir de los datos.datos. 2y kt

24.9 m/sk 24.9 m/sk

La hipótesis ahora es una La hipótesis ahora es una teoríateoría que se puede que se puede poner a prueba.poner a prueba.

yyTiempo Tiempo

tt

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Prueba experimentalPrueba experimentalEl siguiente paso es poner a prueba la El siguiente paso es poner a prueba la hipótesis: hipótesis: Si el tiempo Si el tiempo t t está en está en segundos (s), la distancia segundos (s), la distancia yy en metros en metros (m) es:(m) es:

2 2(4.9 m/s )y t 2 2(4.9 m/s )y t

Cada vez que la distancia se Cada vez que la distancia se predice correctamente, la teoría predice correctamente, la teoría se refuerza.se refuerza.

Para que una teoría se acepte, debe ser Para que una teoría se acepte, debe ser consistenteconsistente y y repetiblerepetible por otros. por otros.Para que una teoría se acepte, debe ser Para que una teoría se acepte, debe ser consistenteconsistente y y repetiblerepetible por otros. por otros.

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Acepte o rechace la Acepte o rechace la hipótesishipótesis

Cada vez que la distancia se predice Cada vez que la distancia se predice correctamente, la teoría se acepta.correctamente, la teoría se acepta.

¡Sólo toma un ejemplo de fracaso ¡Sólo toma un ejemplo de fracaso probado para hacer que la hipótesis probado para hacer que la hipótesis se rechace!se rechace!

¡Sólo toma un ejemplo de fracaso ¡Sólo toma un ejemplo de fracaso probado para hacer que la hipótesis probado para hacer que la hipótesis se rechace!se rechace!

"Ninguna cantidad de experimentación puede probar alguna vez que estoy en lo correcto, un solo experimento puede probar que estoy equivocado."

Albert Einstein.

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¿Cómo estudio física?¿Cómo estudio física?La preparación y el trabajo duro son la clave para La preparación y el trabajo duro son la clave para cualquier empresa de aprendizaje exitosa. Pero cualquier empresa de aprendizaje exitosa. Pero un factor que no se menciona con frecuencia es un factor que no se menciona con frecuencia es la la organizaciónorganización..

En las En las siguientes siguientes

diapositivas se diapositivas se analizarán analizarán

varias varias sugerencias sugerencias

para aprender para aprender principios de principios de

física.física.

En las En las siguientes siguientes

diapositivas se diapositivas se analizarán analizarán

varias varias sugerencias sugerencias

para aprender para aprender principios de principios de

física.física.

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OrganizaciOrganizaciónón

Recopile materiales:Recopile materiales:

• Libro de textoLibro de texto

• Carpeta para notasCarpeta para notas

• CD de tutorialesCD de tutoriales

• Calculadora científicaCalculadora científica

• PerforadoraPerforadora

• TijerasTijeras

• Transportador Transportador (ángulos)(ángulos)

• Cinta adhesivaCinta adhesiva

• Otros suministrosOtros suministros

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CARPETA PARA NOTASCARPETA PARA NOTAS

Compre una carpeta con Compre una carpeta con separadores como los que se separadores como los que se muestran aquí:muestran aquí:

1. RESÚMENES

2. NOTAS

3. PROBLEMAS

4. EXÁMENES

5. APUNTES LAB.

6. RECURSOS

Al organizar todos los Al organizar todos los problemas, notas y exámenes problemas, notas y exámenes calificados, siempre será calificados, siempre será capaz de revisarlos.capaz de revisarlos.

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Encuentre un compañero de Encuentre un compañero de claseclase

El primer día de clase El primer día de clase encuentre a alguien que encuentre a alguien que quiera ser su compañero quiera ser su compañero de clase.de clase.

El “sistema de compañeros” es su red de El “sistema de compañeros” es su red de seguridad para clases perdidas, seguridad para clases perdidas, resúmenes, tareas, ensayos devueltos, resúmenes, tareas, ensayos devueltos, clarificación, etc. clarificación, etc.

Asegúrese de Asegúrese de conseguir su nombre, conseguir su nombre, número telefónico y número telefónico y horario. horario.

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Aprendizaje oportunoAprendizaje oportuno

El aprendizaje oportuno es El aprendizaje oportuno es aprendizaje aprendizaje eficienteeficiente. Es mejor estudiar una hora . Es mejor estudiar una hora cada día que atiborrarse los fines de cada día que atiborrarse los fines de semana.semana.

Si espera hasta el fin de semana, debe Si espera hasta el fin de semana, debe dedicar tiempo valioso sólo para dedicar tiempo valioso sólo para reconstruir la información.reconstruir la información.

Después de cada Después de cada clase, use su siguiente clase, use su siguiente periodo libre para periodo libre para reforzar su reforzar su comprensión.comprensión.

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Fuera del salón de claseFuera del salón de clase

El aprendizaje rara vez El aprendizaje rara vez se completa en clase.se completa en clase. Para reforzar el Para reforzar el aprendizaje, debe aprendizaje, debe resolver problemas resolver problemas por su cuenta tan por su cuenta tan pronto después de pronto después de clase como sea clase como sea posible.posible.

El aprendizaje rara vez El aprendizaje rara vez se completa en clase.se completa en clase. Para reforzar el Para reforzar el aprendizaje, debe aprendizaje, debe resolver problemas resolver problemas por su cuenta tan por su cuenta tan pronto después de pronto después de clase como sea clase como sea posible.posible.Trate primero, busque Trate primero, busque ayuda si es necesario, ayuda si es necesario, revise ejemplos, trabaje revise ejemplos, trabaje con otros. Resolver con otros. Resolver problemas es la problemas es la principalprincipal forma de aprender.forma de aprender.

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• Tengo un mal maestro.Tengo un mal maestro.

• ¡No puedo leer este libro!¡No puedo leer este libro!

• No estoy preparado para esto.No estoy preparado para esto.

• No tengo suficiente tiempo.No tengo suficiente tiempo.

• Tengo problemas: empleo, padres, Tengo problemas: empleo, padres, amigos...amigos...

• Tres cursos y un laboratorio... ¡es Tres cursos y un laboratorio... ¡es demasiado!demasiado!

Quejas de los Quejas de los estudiantes de física estudiantes de física

principiantesprincipiantes

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¡Es su responsabilidad!¡Es su responsabilidad!

Por duro que suene, la responsabilidad Por duro que suene, la responsabilidad última de aprender descansa en última de aprender descansa en ustedusted y y nadie más.nadie más.Busque ayuda si la necesita. Revise Busque ayuda si la necesita. Revise otros libros de la biblioteca. otros libros de la biblioteca. Estudie Estudie tutoriales de computadoratutoriales de computadora. Repase . Repase matemáticas. Sepa cuándo están matemáticas. Sepa cuándo están programados los exámenes. Contacte programados los exámenes. Contacte a su instructor.a su instructor.Emprenda acciones: Emprenda acciones: ¡Nunca deje que ¡Nunca deje que cosas fuera de su control eviten que cosas fuera de su control eviten que ustedusted logre sus metas! logre sus metas!

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Tutoriales PowerPointTutoriales PowerPoint

Un gran activo de aprendizaje está disponible Un gran activo de aprendizaje está disponible para la 7para la 7aa edición de edición de FísicaFísica: : Tutoriales de Tutoriales de capítulocapítulo..El autor preparó presentaciones El autor preparó presentaciones

PowerPoint individualizadas para cada PowerPoint individualizadas para cada capítulo.capítulo.

Chapter 3 Chapter 3 -- VectorsVectorsA PowerPoint Presentation by

Paul E. Tippens, Professor of Physics

Southern Polytechnic State University

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Paul E. Tippens, Professor of PhysicsPaul E. Tippens, Professor of Physics

Southern Polytechnic State UniversitySouthern Polytechnic State University

© 2006

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Uso efectivo de tutoriales Uso efectivo de tutoriales PPTPPT

Estos tutoriales son excelentes para Estos tutoriales son excelentes para revisar antes de las clases, después revisar antes de las clases, después de las clases, antes de los de las clases, antes de los exámenes y antes del examen final. exámenes y antes del examen final.

También son muy útiles para los También son muy útiles para los estudiantes que pierden clases o estudiantes que pierden clases o que desean práctica y discusión que desean práctica y discusión adicional de los conceptos físicos.adicional de los conceptos físicos.

Un centro de aprendizaje en línea Un centro de aprendizaje en línea ofrece una variedad de otras ofrece una variedad de otras oportunidades de aprendizaje oportunidades de aprendizaje basadas en web para este curso.basadas en web para este curso.

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Consejos de un profesorConsejos de un profesor• Si su elección de carrera es en Si su elección de carrera es en

tecnología, ciencia, ingeniería o un tecnología, ciencia, ingeniería o un campo similar, no hay curso campo similar, no hay curso introductorio más importante que introductorio más importante que la “física universitaria”.la “física universitaria”.

• Estudie física de manera diferente Estudie física de manera diferente a como lo haría con artes liberales. a como lo haría con artes liberales. Las aplicaciones y la resolución de Las aplicaciones y la resolución de problemas requieren habilidades y problemas requieren habilidades y estrategias diferentes.estrategias diferentes.

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Consejos de un profesor Consejos de un profesor ((contcont.).)

• Planee cuidadosamente la Planee cuidadosamente la secuencia del curso. Debe tener la secuencia del curso. Debe tener la preparación necesaria para física y preparación necesaria para física y la carga de su curso concurrente la carga de su curso concurrente debe ser ligera.debe ser ligera.

• NO se retrase en física; los temas NO se retrase en física; los temas son secuenciales y cada paso son secuenciales y cada paso sucesivo requiere el dominio de los sucesivo requiere el dominio de los pasos previos. Atiborrarse no es pasos previos. Atiborrarse no es posible.posible.

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Ansiedad de examenAnsiedad de examen

Cuántas veces ha escuchado: Cuántas veces ha escuchado: “Conozco el “Conozco el material, ¡pero no puedo hacer bien los material, ¡pero no puedo hacer bien los exámenes!”exámenes!”

Es como los tiros libres cuando un juego Es como los tiros libres cuando un juego de básquetbol está en la línea. Debe de básquetbol está en la línea. Debe practicar tiros de castigo hasta que se practicar tiros de castigo hasta que se vuelvan vuelvan automáticosautomáticos durante los durante los momentos de gran presión.momentos de gran presión.

La principal forma de La principal forma de lidiar con tales miedos lidiar con tales miedos es mediante es mediante prácticapráctica y y preparaciónpreparación adecuada.adecuada.

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Conclusión del Capítulo 1: Conclusión del Capítulo 1: Introducción a la físicaIntroducción a la física