Dictado por: Profesor Aldo Valcarce 2 do semestre 2014 Física: Introducción y Magnitudes Fundamentales FIS109A – 2: Física 2 do semestre 2014.

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1 Dictado por: Profesor Aldo Valcarce 2 do semestre 2014 Física: Introducción y Magnitudes Fundamentales FIS109A – 2: Física 2 do semestre 2014

2 Aspectos Administrativos Clases: Lunes y Miércoles 8:30 – 9:50 (módulo 1) Sala CS-101 Ayudantías:Viernes 14:00 – 15:20 (módulo 4) Viernes 15:30 – 16:50 (módulo 5) Sala B-13 Dictadas por: - Nicolas Moraga - Paul Leyton FIS109A – 2: Física 2 do semestre 2014

3 Evaluaciones Pruebas 3 Interrogaciones 6 Controles 1 Examen Interrogaciones: fechas inamovibles. I1 : Lunes 8 septiembre (18:30 hrs) I2 : Lunes 13 octubre (18:30 hrs) I3 : Lunes 10 noviembre (18:30 hrs) Ex: Martes 2 diciembre (8:30 hrs) Controles: en horario de ayudantías (fechas por definir) FIS109A – 2: Física 2 do semestre 2014

4 Fechas de pruebas C1: Miércoles 13 de agosto (8:30 hrs cátedra) C2: Viernes 29 de agosto (14:00 hrs) I1: Lunes 8 septiembre (18:30 hrs) C3: Viernes 26 de septiembre (14:00 hrs) C4: Viernes 3 de octubre (14:00 hrs) I2: Lunes 13 octubre (18:30 hrs) C5: Viernes 24 de octubre (14:00 hrs) I3: Lunes 10 noviembre (18:30 hrs) C6: Viernes 14 de noviembre (14:00 hrs) Ex: Martes 2 diciembre (8:30 hrs) FIS109A – 2: Física 2 do semestre 2014

5 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. FIS109A – 2: Física 2 do semestre 2014

6 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. FIS109A – 2: Física 2 do semestre 2014

7 Nota Final Nota de Presentación (N p ): N p = ( 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 (N C ) será N C = N p En caso de dar el examen: La nota final de cátedra (N F ) será N F = 0,7 N p + 0,3 N EXAMEN FIS109A – 2: Física 2 do semestre 2014

8 Material de Apoyo Guías de ejercicios. Ayudantías de resolución de ejercicios. Ayudantías de trabajos grupales guiadas. Bibliografía Serway, Física. Tipler, Física. Física para ciencias médicas. FIS109A – 2: Física 2 do semestre 2014

9 Introducción Física – ¿Qué es? FIS109A – 2: Física 2 do semestre 2014

10 Física – ¿Qué es? Según el diccionario La ciencia de las propiedades de materia y energía y la interacción entre ellas. En palabras simples: es lo que explica los fenómenos que vivimos día a día. 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. FIS109A – 2: Física 2 do semestre 2014

11 Física es … Estados de Materia Sólido, Líquido, Gas, Plasma. Ondas Fluidos Óptica Reflexión FIS109A – 2: Física 2 do semestre 2014

12 Física es … Óptica Formación de Imágenes Refracción Espectroscopía Dinámica Caída Libre Transferencia de Energía FIS109A – 2: Física 2 do semestre 2014

13 Instrumentos Musicales ¿Cómo funcionan los instrumentos musicales de cuerda y viento? FIS109A – 2: Física 2 do semestre 2014

14 Física es… el estudio de lo más grande... La Galaxia de Andrómeda: Distancia de la tierra ~2 × 10 22 m, Diámetro ~2×10 21 m FIS109A – 2: Física 2 do semestre 2014

15 Física es… hasta lo más pequeño Imagen de Microscopio Efecto Tunel Imágenes de átomos de Cs. Imagen 7x10 -9 m FIS109A – 2: Física 2 do semestre 2014

16 Contenidos del Curso 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 FIS109A – 2: Física 2 do semestre 2014

17 Magnitudes Fundamentales Longitud – Masa - Tiempo FIS109A – 2: Física 2 do semestre 2014

18 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 (1638-1715), reinó entre 1643-1715. 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 1960-1980 → 1650763.73 veces la longitud de onda de la luz naranja-roja de una lámpara de kriptón 86 1983 → distancia que recorre la luz en 1/299792458 segundos FIS109A – 2: Física 2 do semestre 2014

19 Algunas unidades de longitud 1 yarda = 0.91 m 1 pulgada = 2.54 cm 1 pie = 0.305 m 1 milla = 1609 m 1 Angstrom (Å) = 1 x 10 -10 m 1 año-luz = 9.46 × 10 12 km 1 U. A. = 1.495 978 70 × 10 8 km 1 pársec =3.08568025 × 10 16 m FIS109A – 2: Física 2 do semestre 2014

20 Pársec FIS109A – 2: Física 2 do semestre 2014

21 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 FIS109A – 2: Física 2 do semestre 2014

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23 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. FIS109A – 2: Física 2 do semestre 2014

24 Algunas unidades de masa 1 g = 10 -3 kg 1 libra = 453.6 g 1 onza = 28.35 g 1 slug = 14.59 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 10 -27 kg (1/12 masa 12 C 6 ) 1 UTM = 9.80665 kg 1 quilate = 200 mg (joyas) (1 quilate aleación = 1/24) FIS109A – 2: Física 2 do semestre 2014

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26 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, 9192631770 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 30000 años Relojes de hoy: lo mejor → 1 s en 50 millones de años Futuro: 1 s en 32 mil millones de años. FIS109A – 2: Física 2 do semestre 2014

27 Algunas unidades de tiempo 1 min = 60 s 1 hr = 60 min 1 día = 24 hr 1 año = 365,242190402 días 1 lustro = 5 años 1 década = 10 años 1 siglo = 100 años 1 milenio = 1000 años Años Bisiestos (+29 de febrero) -Un año es bisiesto si es divisible por 4  365,25 -Excepto si es ese año es divisible por 100  365,24 -Excepto si ese año es divisible por 400  365,2425 FIS109A – 2: Física 2 do semestre 2014

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29 Sistema Internacional de Unidades M K S METRO KILOGRAMO SEGUNDO FIS109A – 2: Física 2 do semestre 2014

30 Sistema Anglosajón FIS109A – 2: Física 2 do semestre 2014 Oficial en: Estados Unidos, Liberia y Birmania.

31 Algunas Magnitudes compuestas Área, Volumen Densidad de masa: Velocidad: Caudal: masa volumen distancia tiempo volumen tiempo FIS109A – 2: Física 2 do semestre 2014

32 En este árbol hay: 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. FIS109A – 2: Física 2 do semestre 2014

33 ¿Son importantes las unidades de medida? 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? Sonda Mars Climate de la NASA 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). FIS109A – 2: Física 2 do semestre 2014

34 Ejemplo: Un auditorio mide 40 m x 20 m x 12 m. La densidad del aire es de 1,2 kg/m 3. Calcular a. El volumen del auditorio en pies 3. R: 3,39x10 5 pies 3 b. La masa de aire contenida en libras. R: 2,53x10 3 lb FIS109A – 2: Física 2 do semestre 2014

35 Ejemplo: una pieza maciza de plomo tiene una masa de 23.94 g y un volumen de 2.1 cm 3. Calcule la densidad del plomo en kg/m 3. R: 1,14x10 4 kg/m 3. FIS109A – 2: Física 2 do semestre 2014

36 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. FIS109A – 2: Física 2 do semestre 2014