INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL CENTRO DE ESTUDIOS CIENTIFICOS Y TECNOLOGICOS Nº 11
“WILFRIDO MASSIEU”
U.A. FISICA I
PROFA. GUILLERMINA GARCIA AVILA
ALUMNA. MENDEZ ZUÑIGA LISSET
GRUPO. 3IV10
MÉTODO CIENTÍFICO
• Es un proceso con pasos sistematizados y ordenados que estudia fenómenos físicos para comprobar una hipótesis.
• Pasos del método científicos:
• Hecho. Fenómeno que se va a estudiar.
• Hipótesis. El plantear el porque, conjetura que voy a realizar o a plantear en base al fenómeno estudiado.
• Experimentación. Conjunto de pruebas a que se somete algo para probar su eficacia y validez o para examinar sus características.
• Ley. Conclusión a la que se llega.
• Demostración teórica.
• NOTA. No hay verdad absoluta.
INCERTIDUMBRE
• Incertidumbre porcentual. Es la razón de la incertidumbre al valor medido multiplicada por 100.
• Incertidumbre porcentual=
• EJ.
• Si medimos la base de una mesa con un flexòmetro es posible una medición de 102,3 cm a 102,5 cm con una incertidumbre estimada de mas o menos 0,1 cm.
• incertidumbre
• estimada
• valor medido
Incertidumbre estimada Valor medido X 100
X 100 =
0,1102,4 X 100 = 0.097 cm
CIFRAS SIGNIFICATIVAS
• Es el número de dígitos confiables en el resultado de una operación.
• Por ej. 45 385 tiene cinco cifras significativas y 0, 000067 solo tiene dos cifras significativas.
• REGLAS.
• Todos los dígitos son confiables y significativos menos el cero. (45 567 tiene cinco cifras significativas).
• Los ceros situados entre dos cifras significativas son significativas 0, 000302 tiene tres cifras significativas.
• Cualquier cero antes de la primera cifra significativa no es significativa 0,000009 tiene una cifra significativa.
• Los ceros a la derecha del punto decimal son significativas para todos aquellos números mayor de 1.
• 34000 tiene cinco cifras significativas.
CIFRAS SIGNIFICATIVAS
• Para números mayores que 1 sin punto decimal se presenta una ambigüedad. Esta se resuelve usando notación científica como la siguiente:
• 100 puede tener 1,2 o mas cifras significativas.
• 1 x 100 tiene una cifra significativa.
• 1,00 x 10 tiene tres cifras significativas.
• EJERCICIO.
• Determina el número de cifras significativas de los siguientes números.
• 34 cm 2 cifras
• 4,677789 km 7 cifras
• 109 005 m/s 6 cifras
ERROR ABSOLUTO Y ERROR RELATIVOError absoluto. Es el resultado de una mediciòn menos el valor
convencionalmente verdadero, se le denomina error de medida o error absoluto, matematicamente se expresa con la sig, ecuaciòn:
Ea= Vm - Vcv
Error relativo. Es el cociente entre el error absoluto y el valor verdadero.
Er= EaVcv
X 100
ERROR ABSOLUTO Y ERROR RELATIVO
• Las medidas de tiempo de un recorrido efectuadas por diferentes alumnos son: 3.01 s, 3.11 s, 3.20 s, 3.15 s.
Medidas
Error absoluto Error relativo %
3.01 3.01 – 3.11= 0.1 s 0.1/3.11= 0.03 3%
3.11 3.11 – 3.11= 0 s 0/3.11= 0 0%
3.20 3.20 – 3.11= 0.08 s 0.09/3.11= 0.02 2%
3.15 3.15 – 3.11= 0.04 s 0.04/3.11= 0.01 1%
REDONDEO
REGLAS DE REDONDEO.
1.Si el primer digito no significativo (primero de la derecha) es menor que 5, se elimina y se mantiene el anterior que se convierte así en el ultimo digito por ej. Redondear 3.72= 3.7.2.Si el primer digito no significativo (primero de la derecha) es igual a mayor que 5 se añade una unidad al anterior, que se convierte así en el ultimo digito. Ej 3.7= 4
Redondea y trunca con dos cifras decimales:
0.009999 0.00 0.00 12.87134987 12.90 12.87 1.89429987 1.90 1.894 - 1. 4656 -1.50 -1.46
Unidades básicas del Sistema Internacional
CANTIDAD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Masa Kilogramo Kg
Tiempo Segundo S
Corriente eléctrica Ampere A
Temperatura Kelvin K
Intensidad luminosa Candela Cd
Cantidad de sustancia Mol mol
• Problemas del SI.
A) 72/1 km/h (1000m / 1km) (1 k/3600 s)= 72/36 = 2m/s
B) 0.042/1 km/min (1000m/1km) (1 min/ 60 s)= 42/60 = 0.7 m/s
C) 120 km/min (1000m/1km) (1min/ 60s) = 120000/60 = 2000m/s
D) La distancia entre Nueva York y Londres es de 3480 millas, exprese esta distancia en km, m y pies.
1609.3 x 3480= 5600364m/ 1000m= 5600.36km 1609.3 x 3480 = 5600364m/100cm = 5600.69cm/30.48cm = 1837.38 pies
1609 x 3480 = 5,600,364m
VECTOR
ES
Escalares. Son magnitudes que quedan perfectamente definidas con solo indicar su cantidad expresada en numero y unidad de medida (kg, Long., tiempo).
Vectoriales. Es un segmento de línea recta orientada que sirve para determinar la dirección de la magnitud y consta de dirección, sentido origen y módulo.
Coplanares
concurrentes
Tipos
de
vectores
MÈTODO DEL POLIGONO
1. Se escoge una escala adecuada para dibujar los vectores.2. Se grafica el primer vector, partiendo del origen.3. Se dibuja el segundo vector haciendo coincidir su origen con el vértice de la flecha del
primer vector. Se repite el procedimiento uniendo el origen con el nuevo vector.4. Se traza el vector resultante partiendo del origen del primero vector con el vértice del
ultimo vector.5. Con regla y transportador se mide el vector resultante.
EJ. Un jugador de futbol americano efectúa los siguientes desplazamientos 6m E, 4m NO Y 2m N. Encuentre distancia y desplazamiento.
VR2m
4m
6m
VR= 6.1mDistancia = 12m
MÈTODO DE COMPONTENTES
1. Elegir el sistema de coordenadas.2. Dibuje de manera representativa los vectores y marque cada uno de ellos.3. Encuentre las componentes (x,y) de todos los vectores.4. Encuentre las componentes de la resultante, es decir, la suma algebraica de las
componentes en las direcciones x & y.5. Utilice Teorema de Pitágoras para encontrar la magnitud del vector resultante.6. Emplee la función trigonométrica apropiada para determinar el ángulo que el
vector resultante forma con el eje x.
MÈTODO DE COMPONENTESEJ. Un excursionista inicia recorriendo 25 km hacia el SE desde su campamento base. El segundo día camina 40 km en una dirección de 60º al NE, punto en el cual descubre la torre de un guarda bosque. Determina la componente del desplazamiento diario del excursionista.
VECTOR
ÀNGULO
COMP. X COMP. Y
A= 25km
45º Ax= 25 cos 45º
Ax= 17.7 km
Ay= -25 sen 45º
Ay= -17.7 km
B= 40 km
60º Bx= 40 cos 60º
Bx= 20 km
By= 40 sen 60º
By= 34.6 km
Fx= 37.7 km
Fy= 16.9 km
B
60º
45º
Ay
Ax A
VR= 41.31 km
24.14º
VR= (37.7)2 (16.9)2
VR= 41.31 km
Tg =
c.oc.a
16.937.7=
Tg -1 (16.9/ 37.7) = 24.14º
PRIMERA CONDICIÒN DE EQUILIBRIO
Estática. Rama de la física que estudia los cuerpos en estado de reposo.
La 1º condición de equilibrio requiere que la suma de las fuerzas sea = 0, o bien en forma de componentes.
Estrategia para resolver problemas.
1.Trace un bosquejo y anote las condiciones del problema.
2.Dibuje un diagrama de cuerpo libre.
3.Encuentre todas las componentes x & y de las fuerzas aunque incluya factores desconocidos.
4.Use la primera condición de equilibrio para formr2 ecuaciones en términos de las fuerzas desconocidas.
5.Determine algebraicamente los factores desconocidos, así como la dirección y sentido.
PRIMERA CONDICIÒN DE EQUILIBRIO
Ej. Una pelota de 100 N suspendida por una cuerda A es tirada a un lado de forma horizontal mediante otra cuerda B y sostenida de tal manera que la cuerda A forme un ángulo de 30º con el muro vertical. Encuentra las tensiones en las cuerdas A y B.
A
60º B
100 N
FUERZA ÀNGULO
COMP. X COMP. Y
A 60º Ax= -A cos 60ºAx= -0.5 A
Ay= A sen 60ºAy= 0.9 A
B - B -
100 N - - -100 N
Fx= -0.5 A B = 0Fy= 0.9 A – 100 N= 0
A= 100 N/ 0.9= 111.1 N
B= 0.5 (111.1 N)B= 55.55 N
SEGUNDA CONDICIÓN DE EQUILIBRIO
Momento o torca. Con respecto a un eje de giro se define como el producto de una fuerza por distancia que produce un giro negativo o positivo según su dirección.
Distancia Distancia
M. Negativo M. positivo
MatemáticamenteM(o)= F.d ---momentoT (o)= F.d ---torsión
SEGUNDA CONDICIÓN DE EQUILIBRIO
Ej.
Se ejerce una fuerza de 20N sobre un cable enrollado alrededor de un tambor de 120mm. ¿Cuál es el momento de torsión producido aproximadamente al centro del tambor.?
Q= 120mm Q= .12mQ= 0.6mmT: 20N (0.06m)T= 1.2N.mT= 1.2 Jonles
120mm
TEOREMA DE VARIGNON
Teorema. El momento de rotación respecto a un punto dado o de la resultante de varias fuerzas concurrentes es igual a la suma de los momentos de cada una de las fuerzas respecto al mismo punto. Matemáticamente:
T = ETitotal
Ej.Determine el momento de fuerza resultante sobre el sube y baja que se muestra. El niño pesa 250N a .70m del eje de giro. La niña pesa 220N y se encuentra a 1.5m del eje de giro.
T= F.rT = T1 +T2T1= (220N) (1.5M)T1 = 330 N.mT2= -(250) (.70m)T2= -175N.mT = 330N.m – 175N.mT = 155N.m
T
T
T
220N 250N
1.5m .70m
MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME
Un auto se desplaza a una velocidad uniforme de 20m/s. Calcular la distancia que recorre en 5 min.
DATOS
T= 5 min.
V= 20m/s ----300s
D= ?
V= d/t
D= v.t
D=300s (20m/s)
D= 6000m