Física para Ciencias: Introducción y Magnitudes Fundamentales

Presentación del tema: "Física para Ciencias: Introducción y Magnitudes Fundamentales"— Transcripción de la presentación:

1 Física para Ciencias: Introducción y Magnitudes Fundamentales
Dictado por: Profesor Aldo Valcarce 1er semestre 2014 FIS109C – 2: Física para Ciencias er semestre 2014 FIS190C-2: Física para Ciencias.

2 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 FIS109C – 2: Física para Ciencias er semestre 2014 FIS190C-2: Física para Ciencias.

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 FIS109C – 2: Física para Ciencias er semestre 2014 FIS190C-2: Física para Ciencias.

4 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. FIS109C – 2: Física para Ciencias er semestre 2014 FIS190C-2: Física para Ciencias.

5 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. FIS109C – 2: Física para Ciencias er semestre 2014 FIS190C-2: Física para Ciencias.

6 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 er semestre 2014 FIS190C-2: Física para Ciencias.

7 Material de Apoyo Bibliografía Guías de ejercicios.
Ayudantías de resolución de ejercicios. Ayudantías de trabajos grupales guiadas. Bibliografía Serway, Física. Tipler, Física. Física para ciencias médicas. FIS109C – 2: Física para Ciencias er semestre 2014 FIS190C-2: Física para Ciencias.

8 Introducción Física – ¿Qué es?
FIS109C – 2: Física para Ciencias er semestre 2014

9 Física – ¿Qué es? Según el diccionario La ciencia de las propiedades de materia y energía y la interacción entre ellas. Según wikipedia La 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. Mejor aún: es lo que explica los fenómenos que vivimos día a día. FIS109C – 2: Física para Ciencias er semestre 2014 FIS190C-2: Física para Ciencias.

10 Física es … Estados de Materia Sólido, Líquido, Gas, Plasma. Ondas
Fluidos Óptica Reflexión FIS109C – 2: Física para Ciencias er semestre 2014 FIS190C-2: Física para Ciencias.

11 Física es … Óptica Dinámica Formación de Imágenes Refracción
Espectroscopía Dinámica Caída Libre Transferencia de Energía FIS109C – 2: Física para Ciencias er semestre 2014 FIS190C-2: Física para Ciencias.

12 Instrumentos Musicales
¿Cómo funcionan los instrumentos musicales de cuerda y viento? FIS109C – 2: Física para Ciencias er semestre 2014

13 Física es… el estudio de lo más grande...
La Galaxia de Andrómeda: Distancia de la tierra ~2×1022 m, Diámetro ~2×1021 m FIS109C – 2: Física para Ciencias er semestre 2014

14 Física es… hasta lo más pequeño
Imágenes de átomos de Cs. Imagen 7x10-9 m Imagen de Microscopio Efecto Tunel FIS109C – 2: Física para Ciencias er semestre 2014

15 Contenidos del Curso Herramienta: MATEMÁTICA CLÁSICA 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 FIS109C – 2: Física para Ciencias er semestre 2014

16 Magnitudes Fundamentales
Longitud – Masa - Tiempo FIS109C – 2: Física para Ciencias er semestre 2014

17 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 ( ), reinó entre 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 → veces la longitud de onda de la luz naranja-roja de una lámpara de kriptón 86 1983 → distancia que recorre la luz en 1/ segundos FIS109C – 2: Física para Ciencias er semestre 2014

18 Algunas unidades de longitud
1 yarda = 0.91 m 1 pulgada = 2.54 cm 1 pie = m 1 milla = 1609 m 1 Angstrom (Å) = 1 x m 1 año-luz = 9.46 × 1012 km 1 U. A. = 1.495 978 70 × 108  km 1 pársec = × 1016 m FIS109C – 2: Física para Ciencias er semestre 2014

19 Pársec FIS109C – 2: Física para Ciencias er semestre 2014

20 Otras unidades de longitud
Braza: 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 milla Codo: egipcio, mesopotámico, babilónico, persa, indio, griego, romano, árabe, tunecino, castellano ~ 0.5 m Legua Castellana = 5000 varas castellanas = 4.19 km Imperial = 4.83 km FIS109C – 2: Física para Ciencias er semestre 2014

21 FIS109C – 2: Física para Ciencias 1er semestre 2014

22 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.

23 Algunas unidades de masa
1 g = 10-3 kg 1 libra = g 1 onza = g 1 slug = 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 kg (1/12 masa 12C6) 1 UTM =   kg 1 quilate = 200 mg (joyas) (1 quilate aleación = 1/24) FIS109C – 2: Física para Ciencias er semestre 2014

24 FIS109C – 2: Física para Ciencias 1er semestre 2014

25 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, 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 años Relojes de hoy: lo mejor → 1 s en 50 millones de años Futuro: 1 s en 32 mil millones de años. FIS109C – 2: Física para Ciencias er semestre 2014

26 Algunas unidades de tiempo
1 min = 60 s 1 hr = 60 min 1 día = 24 hr 1 año = 365, días 1 lustro = 5 años 1 década = 10 años 1 siglo = 100 años 1 milenio = 1000 años FIS109C – 2: Física para Ciencias er semestre 2014

27 FIS109C – 2: Física para Ciencias 1er semestre 2014

28 Sistema Internacional de Unidades M K S
METRO SEGUNDO KILOGRAMO FIS109C – 2: Física para Ciencias er semestre 2014

29 Algunas Magnitudes compuestas
Área, Volumen Densidad de masa: Velocidad: Caudal: masa volumen distancia tiempo volumen tiempo FIS109C – 2: Física para Ciencias er semestre 2014

30 En este árbol hay: hormigas? átomos? 11 manzanas 6 ramas 2 ojos 1 boca
1 nariz 5 raíces Miles de hojas hormigas? átomos? En física todos los números deben tener una unidad. FIS109C – 2: Física para Ciencias er semestre 2014

31 ¿Son importantes las unidades de medida?
Sonda Mars Climate de la NASA 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? 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). FIS109C – 2: Física para Ciencias er semestre 2014

32 el volumen del auditorio en pies3. R:3.39x105 pies3
Ejemplo: Un auditorio mide 40 m x 20 m x 12 m. La densidad del aire es de 1.2 kg/m3. Calcular el volumen del auditorio en pies3. R:3.39x105 pies3 la masa de aire contenida en libras. R: 2.53x103 lb FIS109C – 2: Física para Ciencias er semestre 2014

33 Calcule la densidad del plomo en kg/m3.
Ejemplo: una pieza maciza de plomo tiene una masa de g y un volumen de 2.1 cm3. Calcule la densidad del plomo en kg/m3. R: 1.14x104 kg/m3. FIS109C – 2: Física para Ciencias er semestre 2014

34 Resumen ¿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. FIS109C – 2: Física para |semestre 2014