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C 1. MAGNITUDES FÍSICAS La Física. Fenómenos naturales. Explicación científica. La Física. Fenómenos naturales. Explicación científica. Magnitudes físicas:

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1 C 1. MAGNITUDES FÍSICAS La Física. Fenómenos naturales. Explicación científica. La Física. Fenómenos naturales. Explicación científica. Magnitudes físicas: fundamentales y derivadas Magnitudes físicas: fundamentales y derivadas Sistema internacional de unidades. Sistema internacional de unidades. EjemplosEjemplos Bibliog: Sears, Física Universitaria 1999; Física conceptual, Hewitt, Fundamentos de Física (Halliday)

2 La Física es la ciencia fundamental de la naturaleza

3 Espacio y Tiempo

4 Ciencia que se ocupa de los componentes fundamentales del Universo, de las interacciones entre ellos y de los efectos de estas interacciones los cuerpos macroscópicos, en sus diferentes estados de agregación: sólidos, líquidos y gases. las propiedades de sistemas más complejos: núcleos atómicos los átomos

5 Fenómenos Físicos Movimiento Mecánico y Movimiento, en su sentido más amplio, a nivel fundamental

6 Fenómeno ¿Objetivo de la Física? ¿cómo ocurren los fenómenos? ¿cómo se relacionan unos con otros? Esencia Fenómeno Práctica, Experimentación Leyes Físicas

7 Base Conceptual Principios y Leyes Universo Físico Modelos Métodos Métodos teórico y experimental Carácter Científico FÍSICA

8 La Física es un gran edificio en construcción, no es una estructura acabada en torno al cual no hay más que realizar una visita con guía. Aún cuando algunas partes parecen muy completas otras están a medio hacer. Algunas no están más que bosquejadas. A veces una de las salas acabadas de este edificio al que llamamos Física nos parece poco segura o no lo suficientemente amplia para nuevos descubrimientos y dicha sala se abandona o se construye de nuevo dejando mucho de lo que hay dentro. Esto suele ocurrir frecuentemente, pero no obstante, los fundamentos están magníficamente cimentados y se sostienen sobre una base muy sólida, permaneciendo inalterados, aún cuando sobre ellos se puedan producir cambios.

9 Carácter Científico FÍSICA De lo que aprendemos con ella surgen nuevas realizaciones, vamos transformando el mundo Surgen entonces nuevas ¿? Con las respuestas a las ¿?, Predecir Diseñar Comprender Aventurarnos a lo desconocido

10 La humanidad tuvo, en un tiempo, miedo a la enfermedad del Sol, cuando éste desaparecía y dejaba a la Tierra a oscuras. Luego supimos del movimiento complejo de la Luna y los eclipses fueron de más fácil predicción que el tiempo que haría al día siguiente. Un poco de historia

11 Antes de Galileo no existían anteojos astronómicos. Una vez que Galileo logró asociar adecuadamente dos lentes para construir un anteojo astronómico, con él descubrió que en torno a Júpiter giraban cuatro lunas, se diseñaron después más y mejores anteojos astronómicos. Con su ayuda se descubrieron nuevos cuerpos celestes, tales como los asteroides entre las órbitas de Júpiter y Marte.

12 Surgieron así nuevas interrogantes ¿Cómo podrían explicarse los complejos movimientos de estas lunas y asteroides? Comenzó a desarrollarse la rama de la Física denominada Mecánica, dedicada al estudio de movimiento mecánico. Comenzando en el siglo XVIII se lograron avances en este estudio de cómo se mueven objetos sometidos a fuerzas complejas. El desarrollo de la Mecánica llevó a un diseño de las máquinas cada vez mejor.

13 Física Química Geología Astronomía Biología.... Ciencias Naturales Ingenierías Tecnología

14 Herramientas de la Física Lenguaje de la Física 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.

15 La mayoría de los estudian los fundamentos de la física no lo hacen para llegar a ser físicos, por ejemplo los que estudian en carreras técnicas o los que se dedican al estudio de otras ciencias. Tanto si va a proseguir en este estudio de la Física como si no, hallará en la historia de la Naturaleza, como les ocurre a los físicos, muchas cuestiones que le ayudarán a comprender el mundo variable en que vivimos. No obstante, la Física se halla bajo titulares, tras los nuevos problemas que todo hombre debe afrontar. Con su estudio tendrás la oportunidad de satisfacer esa curiosidad respecto al mundo, ese maravilloso sentimiento de la necesidad de saber, que puede constituir una profunda satisfacción durante toda una vida.

16 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, tiempovelocidad,masa, fuerzaresistividad, Intensidad de campo eléctrico, Intensidad de campo magnético, etc.

17 Muchas de estas palabras son parte de nuestro vocabulario cotidiano, por ejemplo: La fuerza del cariño es el título de una película norteamericana. Podría escucharse: Podría recorrer cualquier distancia (longitud) para ayudarte, mientras no emplees la fuerza para obligarme a hacerlo. Sin embargo, en física no debemos engañarnos con los significados cotidianos de estas palabras. Las definiciones científicas precisas de longitud y fuerza no tienen comúnmente conexión alguna con los significados cotidianos de estas palabras.

18 Magnitud Es todo aquello que puede ser medido Medición Conjunto de actos experimentales con el fin de determinar una cantidad de magnitud física Medir 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 patrón

19 Por fortuna, no es necesario concordar sobre patrones para cada magnitud física. Ciertas cantidades de magnitudes elementales pueden ser más fáciles de establecer como patrones, y las cantidades de magnitudes más complejas pueden a menudo expresarse en función de las unidades elementales. El problema básico es, por lo tanto, elegir el número más pequeño posible de magnitudes físicas como fundamentales y estar de acuerdo con lo patrones para su medición. Estos patrones deben ser tanto accesibles como invariables.

20 Magnitudes físicas por su origen Fundamentales Derivadas

21 Sirven de base para establecer el sistema de unidades. Magnitudes fundamentales Magnitudes derivadas Se dan a través de relaciones entre las fundamentales.

22 Magnitud UnidadSímbolo Longitudmetrom Masakilogramokg Tiemposegundos Intensidad de corriente Eléctrica AmpereA TemperaturaKelvinK Intensidad luminosa candelaCd Cantidad de sustancia mol Sistema Internacional de unidades

23 FactorPrefijoSímbolo exaE petaP teraT 10 9 gigaG 10 6 megaM 10 3 kilok 10 2 hectoh 10 1 decad FactorPrefijoSímbolo decid centic milim micro nanon picop femtof attoa Prefijos del Sistema Internacional (SI)

24 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

25 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 m 2 o en pies 2. Toda ecuación debe ser dimensionalmente compatible, esto es, las dimensiones a ambos lados deben ser las mismas.

26 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 [W] = ML 2 T -2, [E] = ML 2 T -2, [P] = ML 2 T -3

27 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 G = A + BC X [G] = [A] + [B][C] X

28 Ejemplo explicativo Donde: [h] = m; [t] = s, [R] = m; = kg/m 3

29 Magnitudes físicas por su naturaleza Escalares Vectoriales


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