UNIDAD 1 (1ra. Parte)
REPASO DE TEMAS: Magnitudes y Unidades
MAGNITUDES FÍSICAS
Se denomina magnitud física a “aquellos parámetros que pueden ser medidos directa o indirectamente en una experiencia y expresar su resultado mediante un número y una unidad”, es decir “todo lo que se puede medir”.
Ejemplos: la longitud (3 m) , la masa (15 Kg), el tiempo (3 seg) , la superficie (10 m2), la fuerza (100 N), etc.
Magnitudes escalares y vectoriales
Las magnitudes se clasifican por su naturaleza en magnitudes escalares y vectoriales.
Magnitudes Escalares: Son aquellas magnitudes que se describen completamente usando un número y una unidad.
Por ejemplo, volumen: 120 m3, tiempo: 20 min, temperatura: 38 ºC , etc. Magnitudes Vectoriales
Son aquellas que además de conocer su módulo o valor (número), es necesario conocer su dirección y sentido para que esté plenamente definida.
Entre las magnitudes vectoriales más utilizadas, tenemos: desplazamiento, velocidad, aceleración, fuerza, potencia, impulso, cantidad de movimiento, intensidad de campo eléctrico, inducción magnética.
Por ejemplo, en la figura se muestra que al bloque se le aplica una fuerza de 4 N, y la flecha (vector) indica que la fuerza es vertical y hacia arriba. La fuerza es una magnitud vectorial.
Video explicativo de magnitudes escalares y vectoriales SISTEMAS DE UNIDADES
Un sistema de unidades es un conjunto ordenado de unidades de medida que guardan entre sí relaciones definidas y sencillas.
Sistema Internacional o MKS (Metro, Kilogramo, Segundo)
El Sistema Internacional de Unidades (SI) es el resultado de un acuerdo alcanzado en 1960 por la Conferencia General de Pesas y Medidas y tiene vigencia en la actualidad. Este Sistema Internacional de Unidades consta de 7 unidades básicas o fundamentales que permiten expresar las magnitudes fundamentales.
MAGNITUD UNIDAD SÍMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S Intensidad de corriente eléctrica Ampere A
Temperatura termodinámica Kelvin K
Intensidad luminosa Candela Cd
Cantidad de sustancia mol Mol
Las unidades derivadas son:
MAGNITUD UNIDAD SÍMBOLO
Fuerza Newton N
Área o Superficie Metro cuadrado m2
Volumen Metro cúbico m3
Velocidad Metro por segundo m/s
Trabajo Joule J
Potencia Watt W
Presión Pascal Pa
Sistema CGS (Centímetro, Gramo, Segundo)
El Sistema Cegesimal de Unidades, también llamado sistema CGS, es un sistema de unidades basado en el centímetro, el gramo y el segundo. Fue propuesto por Gauss en 1832, e implantado en 1874 incluyendo las reglas de formación de un sistema formado por unidades básicas y unidades derivadas.1
El sistema CGS ha sido casi totalmente reemplazado por el Sistema Internacional de Unidades (SI). Sin embargo aún perdura su utilización en algunos campos científicos y técnicos muy concretos, con resultados ventajosos en algunos contextos.
Sistema Técnico
Suele ser habitual aplicar el nombre de Sistema Técnico de Unidades al basado en el sistema métrico decimal y que toma el metro como unidad de longitud, el kilogramo-fuerza o kilopondio como unidad de fuerza, el segundo como unidad de tiempo y la caloría como unidad de cantidad de calor.1 Al estar basado en el peso en la Tierra, también recibe los nombres de sistema gravitatorio (o gravitacional) de unidades y sistema terrestre de unidades.
Tabla de equivalencias en los 3 sistemas
MKS SISTEMA
TÉCNICO CGS
Longitud Metro Metro Centímetro
Masa Kg masa UTM Gramo
Tiempo Segundo Segundo Segundo
Fuerza N (Newton) Kgf Dina
Aceleración m/s2 m/s2 cm/s2
SIMELA.
El Sistema Métrico Legal Argentino (SIMELA) acepta y toma las unidades, múltiplos y submúltiplos del SISTEMA INTERNACIONAL (SI). Se detallan los más relevantes a continuación:
Medidas de longitud
Km
Hm
dam
m
dm
Cm
mm
Kilómetro Hectómetro Decámetro Metro Decímetro Centímetro Milímetro
1000 m 100 m 10 m 1 1/10 m = 0,1 m 1/100 m = 0,01 m 1/1000 m = 0,001 m Medidas de masa
Kg
Hg
dag
g
dg
Cg
Mg
Kilogramo Hectogramo Decagramo Gramo Decigramo Centigramo Miligramo
1000 g 100 g 10 g 1 1/10 g = 0,1 g 1/100 g = 0,01 g 1/1000 g = 0,001 g Medidas de capacidad
Kl
hl
dal
l
dl
Cl
ml
Kilolitro Hectolitro Decalitro litro Decilitro Centilitro Mililitro
1000 l 100 l 10 l 1 1/10 l = 0,1 l 1/100 l = 0,01 1/1000 l = 0,001 l Medidas de Superficie
Km
2hm
2dam
2m
2dm
2cm
2mm
2 Kilómetro cuadrado hectómetro cuadrado decámetro cuadrado metro cuadrado decímetro cuadrado centímetro cuadrado milímetro cuadrado 1000000 m2 10000 m 2 100 m2 1 0,01 m2 0,0001 m2 0,000001 m2 Medidas de Volumen km3 hm3 dam3 m3 dm3 cm3 mm3 Kilómetro cúbico hectómetro cúbico decámetro cúbico metro cúbico decímetro cúbico centímetro cúbico milímetro cúbico 109 1000000000 m3 106 1000000 m3 103 1000 m3 1m 3 10-3 0,001 m3 10 -6 0,000001 m3 10-9 0,000000001 m3 Unidades de tiempo:El segundo (seg) es la unidad básica de tiempo en el Sistema Internacional 1 hora = 60 minutos = 3600 segundos 1 minuto = 60 segundos Conversión de unidades por el método de factores.
Un factor es un número o fracción que multiplica a otro. Es una relación o división.
Se le llama factor unitario debido a que tanto el numerador como el denominador equivalen a lo mismo. Por ejemplo, tenemos que 1 centena contiene 100 unidades.
Como se puede apreciar, una centena es lo mismo que 100 unidades.
Para poder eliminar las unidades, debemos saber colocar bien los datos de acuerdo al principio matemático de eliminación. Si está en el numerador la unidad que deseamos eliminar, colocamos en el denominador la equivalencia: Por ejemplo, queremos obtener cuántas unidades hay en 3.4 centenas.
Siendo posible esto partiendo de que 3.4 centenas puede ser representado como fracción añadiéndole un 1 al denominador. Cuando ya tenemos establecidos nuestros factores, procedemos a multiplicar todos los numeradores y el resultado dividirlo entre el resultado de la multiplicación de todos los denominadores, o lo que es lo mismo, proceder de la forma en que se multiplican fracciones, es decir, de manera directa.
º
Ahora vamos a analizar un ejemplo práctico.
EJEMPLOS.
1.- Convierta 22.6 metros a decímetros.
Primero recordemos que un metro tiene 100 centímetros y un decímetro tiene 10 centímetros. Por lo cual podemos decir que en un metro hay 10 decímetros. 1 m = 10 dm
Entonces después de eso, creamos nuestro factor y resolvemos. Como queremos eliminar los metros colocamos 1 metro en el denominador y 10 dm en el numerador:
LEYES DE NEWTON
1º Ley de Newton (Principio de Inercia):
Todo cuerpo permanece en reposo o en Movimiento Rectilíneo Uniforme si sobre él actúa una fuerza resultante igual a cero.
2º Ley de Newton (Principio de masa):
Cuando a un cuerpo se le aplica una fuerza, este adquiere una aceleración que es directamente proporcional a la fuerza e inversamente proporcional a su masa.
a=
→
F=m.a
donde F: Fuerza; a: aceleración y m: masa Si la fuerza no es paralela a la superficie de desplazamiento se debe tener en cuenta el ángulo que forma la fuerza con la horizontal. F . Cos β=m.a Masa: es la cantidad de materia que compone a un cuerpo.
La masa es una magnitud escalar y es una constante del cuerpo mientras que el peso es una magnitud vectorial y varía según la fuerza de gravedad del lugar. P=m.g (P: Peso; m: masa; g: Aceleración de la gravedad) Nota: La aceleración de la gravedad en el planeta Tierra es g = 9,81 m/s2 3º Ley de Newton (Principio de acción y reacción): Si sobre un cuerpo actúa una fuerza, llamada acción, esta produce una fuerza de igual dirección, igual módulo y sentido contrario denominado reacción.
