física para ciencias: introducción y magnitudes fundamentales dictado por: profesor aldo valcarce...

Física para Ciencias: Introducción y Magnitudes Fundamentales

Dictado por:Profesor Aldo Valcarce

1er semestre 2014

FIS109C – 2: Física para Ciencias 1 er semestre 2014

Aspectos Administrativos

Clases: Lunes y Miércoles 11:30 – 12:50 (módulo 3)

Sala N-14

Ayudantías: Lunes 14:00 – 15:20 (módulo 4)

Lunes 15:30 – 16:50 (módulo 5)

Sala AL 3

Laboratorios: Comienzan 17 de marzo.Lunes 4-5; Martes 2-3; Miércoles 4-5;

Jueves 4-5; Viernes 2-3


Evaluaciones Parte Teórica:

3 Interrogaciones

6 Controles

1 Examen

Interrogaciones: fechas inamovibles.

I1: Lunes 7 abril (18:30 hrs)

I2: Lunes 12 mayo (18:30 hrs)

I3: Lunes 9 junio (18:30 hrs)

Ex: Martes 1 julio (8:30 hrs)

Controles: en horario de ayudantías.

1er: 24 marzo 2do: 31 marzo 3ro: 28 abril

4to: 5 mayo 5to: 26 mayo 6to: 2 junio

Laboratorios: Comienzan 17 de marzo.Lunes 4-5; Martes 2-3; Miércoles 4-5;

Jueves 4-5; Viernes 2-3


Evaluaciones: Reglas

Asistencia a todas las evaluaciones es obligatoria. Todas las inasistencias a evaluaciones tendrán nota 1.

La inasistencia a una interrogación debe ser justificada con certificado médico a presentar en su escuela. La nota correspondiente será la obtenida en el examen final (solo para una interrogación).

Sobre las pruebas: Puede usar calculadora científica simple, pero no se permite prestarla. Las pruebas deben rendirse en su sala asignada. El alumno que no cumpla con

esta instrucción será calificados con nota 1. En la solución de la prueba, debe explicar claramente como obtiene sus

resultados. Solo se permiten preguntas sobre el enunciado y en voz alta desde su asiento,

cuando el profesor visite su sala. Los ayudantes NO están autorizados a contestar preguntas.

No se permite usar el celular, ni hojas auxiliares, ni prestar artículos de escritorio. No se permite desprender las hojas.


Evaluaciones: Reglas

Sobre las recorrecciones: Solo las pruebas cuyos resultados estén escritos con lápiz pasta tendrán

opción de ser recorregidas.

Las solicitudes de recorrección se deben presentar por escrito detallando el motivo de la solicitud. La pauta será publicada con anterioridad y el alumno será responsable de conocerla.

En una recorrección las notas pueden mantenerse, subir o bajar. Las notas después de la recorrección son inapelables.

Si se demuestra que algún alumno adultera su prueba luego de recibirla corregida, será calificado con nota 1 en el ramo, situación que será informada a las autoridades de docencia de su escuela.


Nota Final Nota de Presentación (Np):

Np = ( I1 + I2 + I3 + Cs )/4

donde Cs es la nota promedio de los seis controles.

Para eximirse: Haber rendido todas las interrogaciones. Las notas de las tres interrogaciones y el promedio de los controles deben ser

iguales o mayores que 4.0. La nota de presentación debe ser igual o mayor que 5.0. La nota de cátedra (NC) será NC = Np

En caso de dar el examen: La nota de cátedra (NC) será NC = 0,7 Np + 0,3 NEXAMEN

La nota final del curso (NF): NF = 0,7 NC + 0,3 NLAB

Si NC o NLAB son menores a 4.0 se reprobará el curso con la menor de ellas.FIS109C – 2: Física para Ciencias 1 er semestre 2014

Material de Apoyo Guías de ejercicios.

Ayudantías de resolución de ejercicios.

Ayudantías de trabajos grupales guiadas.


Bibliografía Serway, Física.

Tipler, Física.

Física para ciencias médicas.

IntroducciónFísica – ¿Qué es?


Física – ¿Qué es?

Según el diccionarioLa ciencia de las propiedades de materia y energía y la interacción entre ellas.


Mejor aún: es lo que explica los fenómenos que vivimos día a día.

Según wikipediaLa física (del latín "naturaleza") es la ciencia natural que estudia las propiedades y el comportamiento de la energía y la materia, así como al tiempo, el espacio y las interacciones

de estos cuatro conceptos entre sí.

Física es …

Estados de Materia Sólido, Líquido, Gas,

Plasma.

Ondas

Fluidos

Óptica

Reflexión


Física es …

Óptica

Formación de Imágenes Refracción Espectroscopía

Dinámica

Caída Libre Transferencia de Energía


Instrumentos Musicales

¿Cómo funcionan los instrumentos musicales de cuerda y viento?


Física es…el estudio de lo más grande...

La Galaxia de Andrómeda:Distancia de la tierra ~2×1022 m, Diámetro ~2×1021 m


Física es…hasta lo más pequeño

Imagen de Microscopio Efecto Tunel

Imágenes de átomos de Cs.Imagen 7x10-9 m


Contenidos del Curso Mecánica

Cinemática (Benedetti 1553, Galileo 1604, 1632, …) Dinámica (Kepler 1609, Galileo 1613, 1638, Descartes 1637, Newton 1665, 1680, …)

Fluidos (Newton 1680, Bernoulli 1738, Celsius 1742…)

Termodinámica (Boyle 1666, Reaumur 1731, Bernoulli 1738, Black 1754…)

Ondas y Oscilaciones (Da Vinci 1480, Huygens 1690)

Electricidad y Magnetismo (Gray 1729, Franklin 1751, Coulomb 1785)

Átomos (Wollaston 1802, Avogadro 1811,…)

Óptica (Hero de Alejandría 100, Al-hazen 1000, Da vinci 1480, Fermat 1657, Hooke 1665, Newton 1666,…)

Herramienta: MATEMÁTICA CLÁSICA


Magnitudes FundamentalesLongitud – Masa - Tiempo


Longitud

¿Cómo se MIDE? → con una regla

Yarda: distancia entre la punta de la nariz y el extremo del brazo extendido del rey de Inglaterra del año 1120, Enrique I.

Pie: Tamaño del pie de Luis XIV (1638-1715), reinó entre 1643-1715.

Metro: 1800→ diezmillonésima parte de la distancia entre el ecuador y el polo

norte pasando por Paris Hasta 1960→distancia entre dos marcas de una barra de platino-iridio

bajo ciertas condiciones ambientales, en Francia 1960-1980 → 1650763.73 veces la longitud de onda de la luz naranja-roja

de una lámpara de kriptón 86 1983 → distancia que recorre la luz en 1/299792458 segundos


Algunas unidades de longitud 1 yarda = 0.91 m

1 pulgada = 2.54 cm

1 pie = 0.305 m

1 milla = 1609 m

1 Angstrom (Å) = 1 x 10-10 m

1 año-luz = 9.46 × 1012 km

1 U. A. = 1.495 978 70 × 108 km

1 pársec =3.08568025 × 1016 mFIS109C – 2: Física para Ciencias 1 er semestre 2014

Pársec


Otras unidades de longitudBraza: distancia entre los extremos con los brazos extendidos, se usa

para medir profundidad braza española = 1.67 m braza inglesa = 1.83 m

Vara = 3 pies (vara castellana)Furlong = 220 yardas = 1/8 millaCodo: egipcio, mesopotámico, babilónico, persa, indio, griego, romano,

árabe, tunecino, castellano ~ 0.5 mLegua

Castellana = 5000 varas castellanas = 4.19 km Imperial = 4.83 km


Masa ¿Cómo se MIDE? → con una balanza 1 kg: masa de un cilindro de platino-iridio que está en el Laboratorio

Internacional de Pesos y Medidas en Sèvres, (Paris) Francia desde 1887.

Algunas unidades de masa 1 g = 10-3 kg

1 libra = 453.6 g

1 onza = 28.35 g

1 slug = 14.59 kg (masa que se desplaza a una aceleración de 1 ft/s² cuando se ejerce una fuerza de una libra sobre ella)

1 tonelada métrica = 1000 kg

1 u = 1.66 x 10-27 kg (1/12 masa 12C6)

1 UTM = 9.80665 kg

1 quilate = 200 mg (joyas) (1 quilate aleación = 1/24)


Tiempo ¿Cómo se MIDE? → con un reloj (se basa en un fenómeno

periódico)

1 segundo (s): Hasta 1960: (1/24)x(1/60)x(1/60) x día solar medio (tiempo entre dos cenit)

1967: usamos reloj atómico, 9192631770 veces el período de la radiación de transición híperfina del isótopo Cesio 133 (interacción magnética

del núcleo con el último electrón del átomo mencionado) → se atrasa un segundo en 30000 años

Relojes de hoy: lo mejor → 1 s en 50 millones de años

Futuro: 1 s en 32 mil millones de años.


Algunas unidades de tiempo 1 min = 60 s

1 hr = 60 min

1 día = 24 hr

1 año = 365,242199 días

1 lustro = 5 años

1 década = 10 años

1 siglo = 100 años

1 milenio = 1000 añosFIS109C – 2: Física para Ciencias 1 er semestre 2014

Sistema Internacional de Unidades

M K S

METRO

KILOGRAMO

SEGUNDO


Algunas Magnitudes compuestas

Área, Volumen

Densidad de masa:

Velocidad:

Caudal:

V

m

t

dv

t

VQ

masa

volumen

distancia

tiempo

volumen

tiempo


En este árbol hay:


11 manzanas6 ramas2 ojos1 boca1 nariz5 raícesMiles de hojashormigas?

átomos?

En física todos los números deben tener una unidad.

¿Son importantes las unidades de medida?

Se estrelló el 23 de Septiembre de 1999. Empresa Lockheed Martin Astronautics de Denver

fue la encargada de diseñar y construir la sonda espacial.

Empresa Jet Propulsion Laboratory de Pasadena fue la encargada de programar los sistemas de navegación de la sonda.

¿Qué pasó?

Sonda Mars Climate de la NASA


Lockheed Martin Astronautics realiza sus medidas y proporciona sus datos con el sistema anglosajón de unidades (millas, libras, segundos) mientras que Jet Propulsion Laboratory utiliza el Sistema Internacional de unidades (metros, kilogramos, segundos).

Ejemplo: Un auditorio mide 40 m x 20 m x 12 m. La densidad del aire es de 1.2 kg/m3.

Calcular

a. el volumen del auditorio en pies3. R:3.39x105 pies3

b. la masa de aire contenida en libras. R: 2.53x103 lb


Ejemplo: una pieza maciza de plomo tiene una masa de 23.94 g y un volumen de 2.1 cm3.

Calcule la densidad del plomo en kg/m3.

R: 1.14x104 kg/m3.


Resumen

FIS109C – 2: Física para |semestre 2014

¿Qué es la Física? Es el estudio del por qué pasan las cosas mediante el uso de fórmulas simples.

Magnitudes Fundamentales Longitud Masa Tiempo

Unidades Todos los números en Física deben tener sus respectivas unidades. Cuando se usa alguna herramienta matemática (suma, resta,

multiplicación, etc.) las unidades deben estar en concordancia.Ejemplo: Nunca multiplicar m × cm, Kg × libras, hr × s, etc.

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