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FÍSICA 1 CLAVE DE ASIGNATURA: 1113DEPARTAMENTO DE FÍSICA Y QUÍMICA TEÓRICA
Profesora: Wendi Olga López Yé[email protected]
Página de Apoyo: http://fisica1fq.wordpress.com/
PROGRAMA DE LA ASIGNATURA
BIBLIOGRAFÍA SUGERIDACualquiera para Ciencias e Ingeniería (generalmente TOMO 1) que incluya al menos los siguientes temas:
CALENDARIO SEMESTRE 2012-1
CALENDARIO CURSOSemana L M M J V S D Semana L M M J V S D
Agosto 8 Octubre 1 21 2 3 4 5 6 7 9 3 4 5 6 7 8 9
1 8 9 10 11 12 13 14 10 10 11 12 13 14 15 162 15 16 17 18 19 20 21 11 17 18 19 20 21 22 233 22 23 24 25 26 27 28 12 24 25 26 27 28 29 304 29 30 31 13 31
Septiembre Noviembre4 1 2 3 4 13 1 2 3 4 5 65 5 6 7 8 9 10 11 14 7 8 9 10 11 12 136 12 13 14 15 16 17 18 15 14 15 16 17 18 19 207 19 20 21 22 23 24 25 16 21 22 23 24 25 26 278 26 27 28 29 30 Ord A 28 29 30 1 2 3 4
Ord B 5 6 7 8 9 10 11Inicio y fin de semestreDías inhábilesExamen Parcial 4 exámenes parcialesEntrega de CalificacionesExámenes Ordinarios
CRITERIOS DE EVALUACIÓN
Los exámenes se realizarán en el horario de clase Si no se presenta al examen, podrá reponerlo en el ordinarioA No podrá reponer más de 2 exámenes parciales en el ordinario A, en todo caso deberá
presentar ordinario completo
Evaluación Global
C/Periodo 20%Departamental 20%
Para exentarAprobar todos los exámenes parciales
Examen FinalOrdinario
Ordinario AReposiciones:Podrá reponer hasta dos exámenesparciales no aprobados (La calificaciónsolo sustituye la obtenida en el examen)Si no aprobó 3 ó 4 parciales:Presentará completo
Ordinario B• Ordinario A No aprobado• Reposiciones No aprobadas
Evaluación de todo el cursoSe establece la calificación obtenida
en el examen.
EVALUACIÓN DEL PERIODO
4 periodos 20%
1 examen departamental 20%
1 examen parcial 80%Asistencia y Participación 5%Ejercicios y Tareas 15%
La serie de ejercicios se entrega por equipo a más tardar el día del examen, si seentrega con una semana de anticipo se regresará con las correcciones.No se acepta la entrega individual.
Las tareas son individuales, algunas serán para entregar y otras serán para las notas eimplican participación en clase.
Los exámenes serán a libro cerrado, no se permite el uso de notas, apuntes y/o"formularios".
En cada periodo se toma en cuenta:
Con 3 faltas acumuladas en un periodo no tendráderecho a examen.
SERIES DE EJERCICIOS
Las series de ejercicios se entregarán en un folder por equipo
Los equipos serán designados la segunda semana de cada periodo ytendrán un máximo de 10 integrantes
No se aceptarán de manera individual
Si alguna persona no participa en la resolución de los ejercicios, el equipoomitirá su nombre en la lista.
La entrega será a más tardar el día del examen y antes de la aplicación delmismo.
RESULTADOS DEL EXAMEN DIAGNÓSTICO GRUPO 7
10 108
119
14 15
HISTOGRAMASEXÁMENES DIAGNÓSTICO
CONOCIMIENTOS BÁSICOSNECESARIOS PARA EL CURSO
Aritmética
Álgebra
Trigonometría
• Suma• Resta• Multiplicación• División• Potenciación• Radicación• Logaritmación
• Monomios (1 sumando) y Polinomios (varios sumandos).
• Binomio (2 sumandos),Trinomio (3 sumandos), ...
• Expresiones algebraicas separadas por un signo se llama ecuación.
• Identidad, en la que los dos lados de la igualdad son equivalentes.
• Teorema de Pitágoras• Seno, Coseno, Tangente• Identidades Trigonométricas• Ley de Senos y Cosenos
FísicaQuímica
Geología
Astronomía
Biología
....
Ingenierías
Ciencias Naturales
Tecnología
Lenguaje propiamente dicho y
la Matemática
La herramienta clave del físico es su mente.
El lenguaje normal y el matemático
Sus ojos, sus oídos y sus manos son asimismo los primeros instrumentos para recoger información de los fenómenos del universo
Para ayudar a sus sentidos y producir las circunstancias especiales queprecisa estudiar, el físico debe utilizar muchas otras herramientas,instrumentos, máquinas e ingenios.
temperatura, densidad,
Base Conceptual
Las magnitudes físicas constituyen el material fundamental de la Física, en función de las cuales se expresan las
leyes de la misma.
longitud, tiempovelocidad,
masa, fuerza
resistividad, Intensidad de campo eléctrico,
Intensidad de campo magnético, etc.
Es todo aquello que puede sermedido
Medición
Conjunto de actos experimentales con el finde determinar una cantidad de magnitud física
Es comparar una magnitud dadacon otra de su misma especie, lacual se asume como unidad opatrón.
Pero cuando tratamos de asignar una unidad a unvalor de la magnitud surge entonces la dificultad deestablecer un
Patrón
SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES S.I.Permite unificar criterios respecto a la unidad de
medida que se usará para cada magnitud.Es un conjunto sistemático y organizado de unidades
adoptado por convención El Sistéme International d´Unités (SI) esta compuesto
por tres tipos de magnitudesi. Magnitudes fundamentalesii. Magnitudes derivadasiii. Magnitudes complementarias
El uso del SI es obligatorio en todos los países, reportando enormes ventajasal comercio, la tecnología y la ciencia.
No obstante la utilización de otros sistemas subsiste en algunos países. Porejemplo el Sistema Inglés
Longitud pulgada (“) 1” = 2,54 cm
Fuerza libra (lb) 1lb = 4,448 N
I. MAGNITUDES FUNDAMENTALES El comité internacional de pesas y medidas ha establecido siete
cantidades básicas, y asignó unidades básicas oficiales a cada cantidad
AAmpereCorriente eléctrica
molmolCantidad de sustanciacdCandelaIntensidad luminosaKKelvinTemperatura
ssegundoTiempokgkilogramoMasammetroLongitud
Símbolo de la unidad
Unidad básica
Magnitud
Cada una de las unidades que aparecen en la tabla tieneuna definición medible y específica, que puedereplicarse en cualquier lugar del mundo.
De las siete magnitudes fundamentales sólo el“kilogramo” (unidad de masa) se define en términosde una muestra física individual. Esta muestra estándarse guarda en la Oficina Internacional de Pesas yMedidas (BIMP) en Francia (1901) en el pabellónBreteuil, de Sévres.
Se han fabricado copias de la muestra original para suuso en otras naciones.
DEFINICIÓN DE “METRO” Originalmente se definió como la diezmillonésima parte de un meridiano
(distancia del Polo Norte al Ecuador). Esa distancia se registro en una barra de platino iridiado estándar. Actualmente esa barra se guarda en la Oficina Internacional de Pesas y medidas de Francia.
Se mantiene en una campana de vacío a 0°C y una atmósfera de Presión
DEFINICIÓN ACTUAL DE “METRO” (AÑO 1983)
El nuevo estándar de longitud del S.I. se definió como:
La longitud de la trayectoria que recorre una onda luminosaen el vacío durante un intervalo de tiempo igual a1 / 299 792 458 segundos.
El nuevo estándar de metro es más preciso, su definición se basa en unvalor estándar para la velocidad de la luz.
De acuerdo con la Teoría de Einstein , la velocidad de la luz es unaconstante fundamental cuyo valor más preciso es
2,99792458 x 10 8 m/s corresponde aproximadamente a:
300.000.000 m/s = 300.000 km/s
DEFINICIÓN DE “SEGUNDO”
La definición original de tiempo se basó en la idea del día solar,definido como el intervalo de tiempo transcurrido entre dosapariciones sucesivas del sol sobre un determinado meridiano de latierra.
Un segundo era 1 / 86 400 del día solar medio
DEFINICIÓN ACTUAL DE “SEGUNDO” (AÑO 1976)El nuevo estándar de tiempo del S.I. se definió como:
el tiempo necesario para que el átomo de Cesio 133 vibre 9 192 631 770 veces (periodos de la radiación correspondiente a la transición entre
dos niveles hiperfinos)
Los mejores relojes de cesio son tan precisos que no se adelantan ni se atrasan más de 1 segundo en 300 000 años
OTRAS DEFINICIONES Unidad de temperatura: Kelvin, es la fracción 1 / 273, 16 de la temperatura
termodinámica del punto triple del agua
Unidad de intensidad luminosa: candela, es la intensidad luminosa en unadirección dada, de una fuente que emite una radiación monocromática defrecuencia 540 x 1012 hertz
Unidad de corriente eléctrica: Ampere, es la intensidad de una corrienteconstante que mantenida en dos conductores paralelos, rectilíneos, de longitudinfinita, de sección circular despreciable y colocados a distancia de un metro eluno del otro en el vacío , produce entre estos conductores una fuerzadeterminada por metro de longitud.
II. MAGNITUDES DERIVADAS Es posible medir muchas magnitudes además de las siete fundamentales,
tales como: presión, volumen, velocidad, fuerza, etc.
El producto o cociente de dos o más magnitudes fundamentales da comoresultado una magnitud derivada que se mide en unidades derivadas.
Magnitud unidad básica Símbolo de la unidad
Área metro cuadrado m2
Volumen metro cúbico m3
Frecuencia Hertz 1 / s = Hz
Densidad de masa kilogramo por metro cúbico
kg / m3
Velocidad metro por segundo m / s
Velocidad angular radián por segundo rad / s
Aceleración metro por segundo cuadrado
m / s2
II. MAGNITUDES DERIVADAS Magnitud unidad básica Símbolo de la
unidad
Fuerza Newton kg m /s2 = N
Presión Pascal N / m2 = Pa
Trabajo y energía Joule N m = J
Potencia Watt J/s = W
Carga eléctrica Coulomb A s = C
Resistencia eléctrica
Ohm Ω
luminosidadCandela por metro
cuadradocd / m2
III. MAGNITUDES COMPLEMENTARIAS
Magnitud Unidad de medida
Símbolo de la unidad
Ángulo plano Radián rad
Ángulo sólido Estereoradián sr
Son de naturaleza geométrica
Se usan para medir ángulos
EN RESUMEN
Las unidades del S.I. no se han incorporado en forma total en muchasaplicaciones industriales sobre todo en el caso de aplicaciones mecánicas ytérmicas, debido a que las conversiones a gran escala son costosas.
Por este motivo la conversión total al S.I. tardará aún mucho tiempo.Mientras tanto se seguirán usando viejas unidades para la medición decantidades físicas
Algunas de ellas son: pie (ft), slug (slug), libra (lb), pulgada (in), yarda (yd),milla (mi), etc.
El S.I. adopta sólo una unidad de medida para cada magnitud física.Se compone de:
M. Fundamentales: son 7, no se derivan de otra. M. Derivadas: corresponden al producto o cociente de sí misma de
dos o más magnitudes fundamentales. M. Complementarias: se usan para medir ángulos.
MÚLTIPLOS Y SUBMÚLTIPLOS Otra ventaja del sistema métrico S.I. sobre otros sistemas de unidades es
que usa prefijos para indicar los múltiplos de la unidad básica. Prefijos de los múltiplos: se les asignan letras que provienen del griego. Prefijos de los submúltiplos: se les asignan letras que provienen del latín.
Prefijo Símbolo Factor de multiplicaciónDeca Da 1010 101
Hecto h 100 102
Kilo k 1 000 103
Mega M 1 000 000 106
Giga G 1 000 000 000 109
Tera T 1 000 000 000 000 1012
Peta P 1 000 000 000 000 000 1015
Exa E 1 000 000 000 000 000 000 1018
Múltiplos (letras Griegas)
SUBMÚLTIPLOS (LATÍN)
Prefijo Símbolo Factor de multiplicación
Deci d 1 / 10 10 -1
Centi c 1 / 100 10 -2
Mili m 1 / 1 000 10 -3
Micro µ 1 / 1 000 000 10 -6
Nano n 1 / 1 000 000 000 10 -9
Pico p 1 / 1 000 000 000 000 10 -12
Femto f 1 / 1 000 000 000 000 00 10 -15
atto a 1 / 1 000 000 000 000 000 000 10 -18
EJEMPLOS 45 kilómetros = 45 x 1000 metros
= 45 000 m640 µA = 640 x 1 = 0,00064 A
1 000 000
357,29 milimetros = 357,29 x 1 = 0,357 m1 000
EQUIVALENCIAS MÁS COMUNES De Longitud:
1 metro (m) = 100 centímetros (cm)1 centímetro (cm) = 10 milímetros (mm) 1 metro (m) = 1 000 milímetros (mm)1 kilómetro (km) = 1 000 metros (m)1 kilómetro (km) = 1 000 000 milímetros (mm)
OTRAS EQUIVALENCIAS
1 pulgada (in) < > 25,4 milímetros (mm)
1 pie (ft) < > 0,3048 metros (m)
1 yarda (yd) < > 0,914 metros (m)
1 milla (mi) < > 1,61 kilómetros
1 metro (m) < > 39,37 pulgadas (in)
1 femtómetro (fm) < > 10 –15 metros (m)
EQUIVALENCIAS DE MASA 1 kilogramo (kg) < > 1 000 gramos (g)
1 tonelada (ton) < > 1000 kilogramos (kg)
1 slug < > 14,6 kilogramos(kg)
EQUIVALENCIAS DE TIEMPO
1 año < > 365,25 días 1 día < > 24 horas (h) 1 hora (h) < > 60 minutos (min) 1 minuto (min) < > 60 segundos (s) 1 hora (h) < > 3 600 segundos (s) 1 día < > 86 400 segundos (s) 1 año < > 31 557 600 segundos (s)
EQUIVALENCIAS DE ÁREAÁREA = LARGO X ANCHO = LONGITUD X LONGITUD
1 metro cuadrado (m2) < > 10 000 centímetros2 (cm2)
EQUIVALENCIAS DE VOLUMENVOLUMEN = LARGO X ANCHO X ALTO = LONG X LONG X LONG
1 metro cúbico (m3) < > 1 000 000 cm3
1 litro (l) < > 1000 cm3
1 metro cúbico (m3) < > 1 000 litros (l)
DimensiónAsociada con cada magnitud medida o calculada hay una dimensión y lasunidades en que se expresan estas magnitudes no afectan las dimensiones delas mismas.
Por ejemplo un área sigue siendo un área así se exprese en m2 o en pies2.
Toda ecuación debe ser dimensionalmente compatible, esto es, lasdimensiones a ambos lados deben ser las mismas.
En función de las dimensiones de las fundamentales seexpresan las dimensiones de las magnitudes derivadas
EcuaciónDimensional
Nos permite expresar la relación que existe entre unamagnitud derivada y fundamental.Las expresiones dimensionales (se expresan entre [ ] ) delas magnitudes fundamentales son:
[longitud] = L, [Masa] = M , [Tiempo] = T
[v] = LT-1, [a] = LT-2, [F] = MLT-2
[W] = ML2T-2, [E] = ML2T-2, [P] = ML2T-3
Propiedades de las ecuaciones dimensionales• L L = L, LT-1 LT-1 = LT-1
• Si a es un numero o constante, entonces [a] = 1, lo cual expresaque a no tiene dimensiones
• Si F(y) es una función trigonométrica entonces
[ F(y)] =1 y, además [y] = 1
• Si a es una constante, entonces [ax ] = 1 y,además [x]=1
G = A + BCX [G] = [A] + [B][C]X
Ejemplo 22
2ρ tAt Bh CR
Donde: [h] = m; [t] = s, [R] = m; = kg/m3
23ρ kgA s
m 3 2
3 2
kgA ML Tm s
2 23ρ kgB m
m 2
5
kgBm
1
2 512 2
52
kgB M Lm
1 1
2 2 1 1 12 2kg mC M L Ts
TAREA(NO ENTREGAR)
• Alfabeto griego (Mayúsculas, minúsculas, nombre)• Buscar la NOM-008 (unidades y magnitudes) • Identificar cuales son las unidades que usamos en el
curso (tablas)• ¿Para qué sirve? ¿Quiénes la usan?• Definición y características de un vector• Ley de Senos y Ley de Cosenos
PARA REFLEXIONAR
Hacer preguntas es prueba de que se piensa R. Tagore
Lo que oyes lo olvidas, lo que ves lo recuerdas, lo que haces lo aprendes.
Proverbio chino
El que no se equivoca nunca es porque nunca hace nada.Mahoma
Magnitudes Físicas
por su naturaleza
Escalares
Vectoriales