Capítulo 1: IntroducciónPresentación PowerPoint de

Paul E. Tippens, Profesor de Física

Southern Polytechnic State University

© 2007, Paul E. Tippens

Capítulo 1 Objetivos:

• ¿Qué es física?

• El método científico

• ¿Cómo debo estudiar física?

Foto: Cortesía de NASA

Prueba del Mars Rover

¿Qué es física?

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

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

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

NASA

¿Dónde puedo trabajar como

físico?

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

NIST

Alto voltaje

NASA

Mars Rover

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

1. Planteamiento del problema.

2. Observación: recolección de datos.

3. Hipótesis: explicación propuesta.

4. Prueba experimental.

5. Aceptación o rechazo de la hipótesis.

1. Planteamiento del problema.

2. Observación: recolección de datos.

3. Hipótesis: explicación propuesta.

4. Prueba experimental.

5. Aceptación o rechazo de la hipótesis.

Ejemplo del método científico

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

y

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

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

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

Tiempo t

Planteamiento del problema

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

y

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

Tiempo t

Observaciones

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

y1

t1 y2

t2 y3 t3

Se mide el tiempo para varias caídas a diferentes alturas.

HipótesisAl aplicar técnicas matemáticas y de graficación a los datos observados, se nota que el tiempo de caída es proporcional al cuadrado del tiempo, t2.

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

24.9 m/sk La hipótesis ahora es una teoría que se puede

poner a prueba.

yTiempo

t

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

2 2(4.9 m/s )y t

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

Para que una teoría se acepte, debe ser consistente y repetible por otros.Para que una teoría se acepte, debe ser consistente y repetible por otros.

Acepte o rechace la hipótesis

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

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

¡Sólo toma un ejemplo de fracaso probado para hacer que la hipótesis 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.

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

En las siguientes

diapositivas se analizarán

varias sugerencias

para aprender principios de

física.

En las siguientes

diapositivas se analizarán

varias sugerencias

para aprender principios de

física.

Organización

Recopile materiales:

• Libro de texto

• Carpeta para notas

• CD de tutoriales

• Calculadora científica

• Perforadora

• Tijeras

• Transportador (ángulos)

• Cinta adhesiva

• Otros suministros

CARPETA PARA NOTAS

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

1. RESÚMENES

2. NOTAS

3. PROBLEMAS

4. EXÁMENES

5. APUNTES LAB.

6. RECURSOS

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

Encuentre un compañero de clase

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

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

Asegúrese de conseguir su nombre, número telefónico y horario.

Aprendizaje oportuno

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

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

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

Fuera del salón de clase

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

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

• Tengo un mal maestro.

• ¡No puedo leer este libro!

• No estoy preparado para esto.

• No tengo suficiente tiempo.

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

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

Quejas de los estudiantes de física

principiantes

¡Es su responsabilidad!

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

Tutoriales PowerPoint

Un gran activo de aprendizaje está disponible para la 7a edición de Física: Tutoriales de capítulo.El autor preparó presentaciones

PowerPoint individualizadas para cada capítulo.

Chapter 3 Chapter 3 -- VectorsVectorsA PowerPoint Presentation by

Paul E. Tippens, Professor of Physics

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© 2006

Uso efectivo de tutoriales PPT

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

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

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

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

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

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

Consejos de un profesor (cont.)

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

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

Ansiedad de examen

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

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

La principal forma de lidiar con tales miedos es mediante práctica y preparación adecuada.

Conclusión del Capítulo 1: Introducción a la física