FÍSICA 1. Profesora: Wendi Olga López Yépez Página de Apoyo:

FÍSICA 1

CLAVE DE ASIGNATURA: 1113

DEPARTAMENTO DE FÍSICA Y QUÍMICA TEÓRICA

Profesora: Wendi Olga López Yépez

[email protected]

Página de Apoyo:

BIBLIOGRAFÍA SUGERIDA

Cualquiera para Ciencias e Ingeniería (generalmente

CALENDARIO CURSO

Semana L M M J V S D Semana L M M J V S D Agosto 8 Octubre 1 2 1 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 16 2 15 16 17 18 19 20 21 11 17 18 19 20 21 22 23 3 22 23 24 25 26 27 28 12 24 25 26 27 28 29 30 4 29 30 31 13 31 Septiembre Noviembre 4 1 2 3 4 13 1 2 3 4 5 6 5 5 6 7 8 9 10 11 14 7 8 9 10 11 12 13 6 12 13 14 15 16 17 18 15 14 15 16 17 18 19 20 7 19 20 21 22 23 24 25 16 21 22 23 24 25 26 27 8 26 27 28 29 30 Ord A 28 29 30 1 2 3 4 Ord B 5 6 7 8 9 10 11

Inicio y fin de semestre Días inhábiles

Examen Parcial 4 exámenes parciales Entrega de Calificaciones

CRITERIOS DE

EVALUACIÓN

 Los exámenes se realizarán en el horario de clase

 Si no se presenta al examen, podrá reponerlo en el ordinario A

 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 exentar

Aprobar

todos los exámenes parciales Examen Final

Ordinario

Ordinario A Reposiciones:

Podrá reponer hasta dos exámenes parciales no aprobados (La calificación solo 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 curso

Se 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 se entrega 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 e implican 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 tendrá derecho 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 y tendrán un máximo de 10 integrantes

 No se aceptarán de manera individual

 Si alguna persona no participa en la resolución de los ejercicios, el equipo omitirá su nombre en la lista.

 La entrega será a más tardar el día del examen y antes de la aplicación del mismo.

RESULTADOS DEL EXAMEN DIAGNÓSTICO

GRUPO 7

10 10 8 11 9 14 15

HISTOGRAMAS

EXÁMENES

CONOCIMIENTOS BÁSICOS

NECESARIOS 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

Física

Química

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 que precisa 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, tiempo velocidad, masa, fuerza

resistividad,

Intensidad de campo eléctrico, Intensidad de campo magnético, etc.

Es todo aquello que puede ser

medido

Medición

Conjunto de actos experimentales con el fin

de determinar una cantidad de magnitud física

Es comparar una magnitud dada

con otra de su misma especie, la

cual se asume

como unidad o

patrón.

Pero cuando tratamos de asignar una unidad a un

valor de la magnitud surge entonces la dificultad de

establecer un

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 magnitudes

i. Magnitudes fundamentales

ii. Magnitudes derivadas

iii. Magnitudes complementarias

El uso del SI es obligatorio en todos los países, reportando enormes ventajas al comercio, la tecnología y la ciencia.

No obstante la utilización de otros sistemas subsiste en algunos países. Por ejemplo 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

A Ampere Corriente eléctrica mol mol Cantidad de sustancia cd Candela Intensidad luminosa K Kelvin Temperatura s segundo Tiempo kg kilogramo Masa m metro Longitud Símbolo de la unidad Unidad básica Magnitud



_{Cada una de las unidades que aparecen en la tabla tiene}

una

definición

medible

y

específica, que

puede

replicarse en cualquier lugar del mundo.



_De

_las

_siete

_magnitudes

_{fundamentales}

_sólo

_el

“kilogramo” (unidad de masa) se define en términos

de una muestra física individual. Esta muestra estándar

se guarda en la Oficina Internacional de Pesas y

Medidas

(BIMP) en Francia (1901) en el pabellón

Breteuil, de Sévres.



Se han fabricado copias de la muestra original para su

uso 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

D

EFINICIÓN 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 luminosa

en el vacío durante un intervalo de tiempo igual a

 _{El nuevo estándar de metro es más preciso, su definición se basa en un} valor estándar para la velocidad de la luz.

 De acuerdo con la Teoría de Einstein , la velocidad de la luz es una constante fundamental cuyo valor más preciso es

2,99792458 x 10 8 _{m/s corresponde aproximadamente a:}

DEFINICIÓN DE “SEGUNDO”

 La definición original de tiempo se basó en la idea del día solar, definido como el intervalo de tiempo transcurrido entre dos apariciones sucesivas del sol sobre un determinado meridiano de la tierra.

 Un segundo era 1 / 86 400 del día solar medio

D

EFINICIÓN 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

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 una dirección dada, de una fuente que emite una radiación monocromática de frecuencia 540 x 1012_hertz

 Unidad de corriente eléctrica: Ampere, es la intensidad de una corriente constante que mantenida en dos conductores paralelos, rectilíneos, de longitud infinita, de sección circular despreciable y colocados a distancia de un metro el uno del otro en el vacío , produce entre estos conductores una fuerza determinada 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 como resultado 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

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

luminosidad Candela por metro

cuadrado cd / m

III. MAGNITUDES

COMPLEMENTARIAS

Magnitud Unidad de medida Símbolo de la unidad

Ángulo plano Radián rad

Ángulo sólido Estereoradián sr  Son de naturaleza geométrica

EN RESUMEN

 Las unidades del S.I. no se han incorporado en forma total en muchas aplicaciones industriales sobre todo en el caso de aplicaciones mecánicas y térmicas, 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 de cantidades 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.

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 multiplicación

Deca 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

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

_kiló

_{metros = 45 x}

₁₀₀₀

_metros

= 45 000 m



₆₄₀

_µ

_{A = 640 x}

₁

_{= 0,00064 A}

1 000 000



357,29

mili

metros = 357,29 x

1

= 0,357 m

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)

O

TRAS 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)

EQUIVALENCIAS DE MASA

 1 kilogramo (kg) < > 1 000 gramos (g)

 1 tonelada (ton) < > 1000 kilogramos (kg)  1 slug < > 14,6 kilogramos(kg)

E

QUIVALENCIAS 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)

EQUIVALENCIAS DE ÁREA

ÁREA = LARGO X ANCHO = LONGITUD X LONGITUD

1 metro cuadrado (m2_{) < > 10 000 centímetros}2 _(cm2₎

EQUIVALENCIAS DE VOLUMEN

VOLUMEN = 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)

Dimensión

Asociada con cada magnitud medida o calculada hay una dimensión y las unidades en que se expresan estas magnitudes no afectan las dimensiones de las mismas.

Por ejemplo un área sigue siendo un área así se exprese en m2 _{o en pies}2_.

Toda ecuación debe ser dimensionalmente compatible, esto es, las dimensiones a ambos lados deben ser las mismas.

En función de las dimensiones de las fundamentales se

expresan las dimensiones de las magnitudes derivadas

Ecuación

Dimensional

Nos permite expresar la relación que existe entre una

magnitud derivada y fundamental.

Las expresiones dimensionales (se expresan entre [ ] ) de

las magnitudes fundamentales son:

[longitud] = L, [Masa] = M ,

[Tiempo] = T

[v] = LT

-1

_{, [a] = LT}

-2

_,

_{[F] = MLT}

-2

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 expresa que 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 [a

x

] = 1 y,

además [x]=1

Ejemplo

2 2 2

ρ

At

Bh C

t

R









_



_





Donde: [h] = m; [t] = s, [R] = m;



= kg/m

3

   

2 3

ρ

A s

kg

m





 

3 2 3 2

kg

A

ML T

m s

 





   

2 2 3

ρ

B m

kg

m





_{ }

2 5

kg

B

m



 

1 2 _{1 5} 2 2 5 2

kg

B

M

L

m







 

1 1 2 2 _{1 1} 1 2 2

kg m

C

M

L T

s







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

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.

Magnitudes

Físicas

por su naturaleza

Escalares