Asignatura FÍSICA i Ing. Danmelys Perozo E-mail: danmelys@gmail.com REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD ALONSO DE OJEDA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INDUSTRIAL Asignatura FÍSICA i Ing. Danmelys Perozo E-mail: danmelys@gmail.com Blogs: http://danmelysperozo.wordpress.com/ http://danmelysperozo.jimdo.com/

UNIDAD TEMÁTICA I. SISTEMA DE UNIDADES Y VECTORES. Introducción. Cantidades físicas. Sistemas de unidades. Conversión de unidades. Análisis dimensional. Sistema de referencia. Definición de vector y escalar. Propiedades de los vectores en el plano y en el espacio. Componentes de un vector y vectores unitarios. Suma y resta de vectores. Multiplicación de un vector por un escalar. Producto escalar y ángulos entre vectores. Producto vectorial. Ecuación del plano. Ecuación punto pendiente o normal del plano. Ecuación general del plano. Ecuación paramétrica y simétrica de la recta.

Magnitud, cantidad y unidad La noción de magnitud está inevitablemente relacionada con la de medida. Se denominan magnitudes a ciertas propiedades o aspectos observables de un sistema físico que pueden ser expresados en forma numérica. En otros términos, las magnitudes son propiedades o atributos medibles . La longitud, la masa, el volumen, la fuerza, la velocidad, la cantidad de sustancia son ejemplos de magnitudes físicas. En el lenguaje de la física la noción de cantidad se refiere al valor que toma una magnitud dada en un cuerpo o sistema concreto; la longitud de esta mesa, la masa de aquella papelera, el volumen de ese lapicero, son ejemplos de cantidades. Una cantidad de referencia se denomina unidad y el sistema físico que encarna la cantidad considerada como una unidad se denomina patrón.

Magnitud, cantidad y unidad EN RESUMEN… Magnitud: Es toda propiedad de los cuerpos que se puede medir. Por ejemplo: temperatura, velocidad, masa, peso, etc. Medir: Es comparar la magnitud con otra similar, llamada unidad, para averiguar cuántas veces la contiene. Unidad: Es una cantidad que se adopta como patrón para comparar con ella cantidades de la misma especie. Cantidad: Es el valor que toma una magnitud. Ejemplo: Podemos medir un lápiz con una regla dividida en centímetros, la medición da 5 cms. Entonces con base en el ejemplo anterior se tiene: Magnitud: longitud Cantidad: 5 Unidad: cms.

Sistema Internacional de unidades: Para resolver el problema que suponía la utilización de unidades diferentes en distintos lugares del mundo, en la XI Conferencia General de Pesos y Medidas (París, 1960) se estableció el Sistema Internacional de Unidades (SI). Para ello, se actuó de la siguiente forma: En primer lugar, se eligieron las magnitudes fundamentales y la unidad correspondiente a cada magnitud fundamental. Una magnitud fundamental es aquella que se define por sí misma y es independiente de las demás (masa, tiempo, longitud, etc.).

Intensidad de corriente MAGNITUDES FUNDAMENTALES DEL SI En el cuadro siguiente puedes ver las magnitudes fundamentales del SI, la unidad de cada una de ellas y la abreviatura que se emplea para representarla: Magnitud fundamental Unidad Abreviatura Longitud metro m Masa kilogramo kg Tiempo segundo s Temperatura kelvin K Intensidad de corriente amperio A Intensidad luminosa candela cd Cantidad de sustancia mol

Sistema Internacional de unidades: En segundo lugar, se definieron las magnitudes derivadas y la unidad correspondiente a cada magnitud derivada. Una magnitud derivada es aquella que se obtiene mediante expresiones matemáticas a partir de las magnitudes fundamentales (densidad, superficie, velocidad).

kilogramo/metro cúbico MAGNITUDES DERIVADAS DEL SI En la siguiente tabla aparecen algunas magnitudes derivadas junto a sus unidades: Magnitud Unidad Abreviatura Expresión SI Superficie metro cuadrado m2 Volumen metro cúbico m3 Velocidad metro por segundo m/s Fuerza newton N Kg·m/s2 Energía, trabajo julio J Kg·m2/s2 Densidad kilogramo/metro cúbico Kg/m3

SISTEMAS DE UNIDADES

Prefijos del Sistema Internacional Submúltiplos Múltiplos Prefijo Abreviatura Valor deci d 10 -1 centi c 10 -2 mili m 10 -3 micro µ 10 -6 nano n 10 -9 pico p 10 -12 femto f 10 -15 atto a 10 -18 zepto z 10 -21 yocto y 10 -24 Prefijo Abreviatura Valor yotta Y 10 24 zetta Z 10 21 exa E 10 18 peta P 10 15 tera T 10 12 giga G 10 9 mega M 10 6 kilo k 10 3 hecto h 10 2 deca da 10 1 Sin prefijo Sin abreviatura 1

Factores de conversión más comunes Equivalencia y Conversión de unidades Factores de conversión más comunes Longitud: 1 metro = 39.73 pulgadas = 321 pies 1 pulgada = 2.54 centímetros 1 pie = 30.48 centímetros = 0.3048 m=12 pulgadas 1 kilómetro = 103 metros = 0.6214 millas 1 milla = 5280 pies = 1.609 kilómetros Tiempo: 1 año = 365.24 días = 3.156 x 107 segundos 1 día = 24 horas = 1440 min = 8.64 x 104 min 1 hora = 60 minutos = 3600 segundos Área: 1 in2 = 6.4516 cm2 1 ft2 = 9.29 x 10-2 m2 1 cm2 = 10-4 m2 = 0.155 in2 = 1.076 x 10-3 ft2 1 m2 = 104 cm2 = 10.76 ft2 Masa: 1 gramo = 10-3 kilogramos = 6.852 x 10-5 slugs 1 kilogramo = 1000 gramos = 6.852 x 10-2 slugs 1 libra (lb) = 453.5 g = 0.03108 slug = 0.4536 kg 1 slug = 32.174 libras = 14.59 kilogramos Volumen: 1 in3 = 16.39 cm3 1 ft3 = 2.832 x 10-2 m3 1 cm3 = 10-6 m3 = 6.102 x 10-2 in3 = 3.531 x 10-5 ft3 1 m3 = 106 cm3 = 31.35 ft3 1 litro = 10-3 m3 = 0.264 galones 1 galón = 3.786 litros = 231 in3 Símbolos de algunas unidades de uso común en el Sistema Inglés: Pulgada: in Pie: ft Nota: los slugs son considerados como unidad de masa en el Sistema Inglés

FACTOR DE CONVERSIÓN El factor de conversión es la expresión de una cantidad con sus respectivas unidades, que es usada para convertirla en su equivalente en otras unidades de medida establecidas en dicho factor. En cualquier equivalencia de unidades de medida se pueden obtener dos factores de conversión. El siguiente procedimiento es usado para la conversión de unidades: Cada una de las unidades que aparece en la cantidad física y que se desea convertir, deberá definirse en términos de esa unidad. Para cada operación, tómese un factor de conversión que cancele todas las unidades excepto las deseadas.

Problemas de conversión de unidades. 1.- La distancia que hay del home al jardín central de un campo de beisbol es de 400 pies (ft), convierta esta cantidad a metros. 1 pie → 0.3040 m 400 pies → X X = 400 pie x 0.3048 m =121.92 m 1 pie 2.- Convierta una longitud de 1500 millas a kilómetros. 1 milla → 1609 m 1500 millas → X X = 1500 millas x 1609 m = 2413500 m 1 millax

Problemas de conversión de unidades. 3. Convierta una longitud de 800 km a millas. 1 milla → 1.609 km X → 800 km X = 800 km x 1 milla = 497.2 millas 1.609 km 4. Convertir una velocidad de 90 millas/h a kilómetros/h 90 millas x 1,609 km =144.8 km/h 1 h 1 milla

Problemas de conversión de unidades. 5.- Convertir a cm la longitud de una mesa de 50 pulgadas (inches). 1 pulg → 2,54 cm 50 pulg → X X = 50 pulg x 2,54 cm = 127 cm = 1.27 m 1 pulg 6.- La longitud de un campo de futbol americano es de 100 yardas (yd), convertirla a metros. 1 m → 1,093 yd X → 100 yd X = 100 yd x 1 m = 91.49 m. 1.093 yd

Problemas de conversión de unidades. 7.- Convertir una velocidad de 120 km/h a millas/h. 120 km x 1 milla = 74.58 millas/h. 1 h 1,609 km 8.- Convertir una velocidad de 110 km/h a m/seg. 110 km x1000 m x 1 h =30,55 m/s. h 1 km 3600 seg

Problemas de conversión de unidades. 9.- Convertir una velocidad de 25 m/seg a km/h. 25 m x 1 km x 3600 seg = 90 km/h seg 1000 m 1 h 10.- Convertir una velocidad de 100 millas/h a m/seg. 100 millasx 1609 m x 1 h =44,69 m/s 1 h 1 milla 3600 seg

Notación Científica Notación científica para un número es una expresión del tipo M x 10n, donde n es un integro, M es mayor o igual que 1 y menor que 10 (1 ≤ M < 10), y M es expresado en notación decimal. 10n también es considerado ser una notación científica cuando M = 1.

Notación Científica La notación científica es especialmente útil cuando en las calculaciones se envuelven números muy grandes o muy pequeños y cuando estimamos. Un exponente positivo en notación científica indica un número grande (mayor que uno) y un exponente negativo indica un número pequeño (menor que uno).

Notación Científica Ejemplos Convierta a notación científica . La luz viaja a 9,460,000,000,000 km en un año. 9.460,000,000,000. 9,460,000,000,000 = 9.46 x 1012 12 lugares Número grande, por lo tanto el exponente es positivo. . La masa de un grano de arena es 0.0648 g (gramos). 0.0648 = 6.48 x 10-2 0.06.48 2 lugares Número pequeño, por lo tanto el exponente es negativo.

Notación Científica . 4.893 x 105 = 489,300 4.89300. 5 lugares Exponente positivo, la contestación es un número grande. . 8.7 x 10-8 = 0.000000087 0.00000008.7 8 lugares Exponente negativos, por lo tanto la contestación es un número pequeño.

Notación Científica Cada uno de los siguientes NO es notación científica: 13.95 x 1013 , 0.468 x 10-6 Este número es menor que 1. Este número es mayor que 10.

EN RESUMEN

Cuestionario para Interrogatorio ¿Que son las magnitudes fundamentales del SI? ¿Cuáles son las magnitudes fundamentales del SI? ¿Que son las magnitudes derivadas del SI? ¿Cuáles son las magnitudes derivadas del SI? Mencione 3 unidades de longitud Mencione 3 unidades de masa Mencione 3 unidades de tiempo Mencione 3 unidades de área Mencione 3 unidades de volumen Mencione 3 equivalencias de unidades de longitud Mencione 3 equivalencias de unidades de masa Mencione 3 equivalencias de unidades de tiempo ¿Qué es un factor de conversión?