C 1. MAGNITUDES FÍSICAS La Física. Fenómenos naturales. Explicación científica. Magnitudes físicas: fundamentales y derivadas Sistema internacional de.

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

2 es la ciencia fundamental de la naturaleza
La Física es la ciencia fundamental de la naturaleza

3 Espacio y Tiempo

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

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

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

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

8 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. 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.

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

10 Un poco de historia 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.

11 Antes de Galileo no existían anteojos astronómicos
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 Ingenierías Tecnología Física Ciencias Naturales Ciencias Naturales
Química Astronomía Ciencias Naturales Ciencias Naturales Geología Biología ....

14 Lenguaje propiamente dicho y
Lenguaje de la Física Lenguaje propiamente dicho y la Matemática Herramientas de la Física La herramienta clave del físico es su mente.

15 La mayoría de los que 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.

16 Intensidad de campo magnético, etc. Intensidad de campo eléctrico,
Base Conceptual Las magnitudes físicas constituyen el material fundamental de la Física, en función de las cuales se expresan las leyes de la misma. velocidad, masa, fuerza longitud, tiempo densidad, temperatura, Intensidad de campo magnético, etc. Intensidad de campo eléctrico, resistividad,

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 Es todo aquello que puede ser medido
Magnitud Es todo aquello que puede ser medido Medir Medición Es comparar una magnitud dada con otra de su misma especie, la cual se asume como unidad o patrón. Conjunto de actos experimentales con el fin de determinar una cantidad de magnitud física 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 Fundamentales Derivadas
por su origen

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

22 Sistema Internacional de unidades Intensidad de corriente Eléctrica
Magnitud Unidad Símbolo Longitud metro m Masa kilogramo kg Tiempo segundo s Intensidad de corriente Eléctrica Ampere A Temperatura Kelvin K Intensidad luminosa candela Cd Cantidad de sustancia mol

23 Prefijos del Sistema Internacional (SI)
Factor Prefijo Símbolo 1018 exa E 1015 peta P 1012 tera T 109 giga G 106 mega M 103 kilo k 102 hecto h 101 deca d Factor Prefijo Símbolo 10-1 deci d 10-2 centi c 10-3 mili m 10-6 micro  10-9 nano n 10-12 pico p 10-15 femto f 10-18 atto a

24 Longitud pulgada (“) 1” = 2,54 cm
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 (“) ” = 2,54 cm Fuerza libra (lb) lb = 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 m2 o en pies2.

26 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] = ML2T-2, [E] = ML2T-2, [P] = ML2T-3 en función de las dimensiones de las fundamentales se expresan las dimensiones de las magnitudes derivadas

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 [ax ] = 1 y, además [x]=1 G = A + BCX [G] = [A] + [B][C]X

28 Ejemplo explicativo Donde: [h] = m; [t] = s, [R] = m;  = kg/m3

29 Magnitudes físicas Escalares Vectoriales
por su naturaleza