Profesor: Carlos Alvarado de la Portilla UTP FIMAAS Física Curso: Física General Sesión Nº 1 : Física y medición Profesor: Carlos Alvarado de la Portilla
“Cuando se puede medir aquello de lo que se habla y se puede expresar en números, entonces se conoce algo de ellos”. Lord Kelvin
BIBLIOGRAFIA Sears y Zemanski: Física Universitaria. Schaum: Física General. UNESCO.
Física General Física y Medición 1.- Magnitudes Físicas. 2.- Sistemas de Unidades. 3.- Ecuaciones Dimensionales. 4.- Cantidades Escalares y Vectoriales. 5.- Métodos geométricos de adición y sustracción de vectores. 6.- Método de coordenadas para la adición y 7.- Ejercicios. Profesor: Carlos Alvarado de la Portilla
Profesor: Carlos Alvarado de la Portilla La Física La Física es una ciencia experimental. Los físicos estudian los fenómenos naturales y tratan de encontrar los patrones y principios que los relacionan. Dichos patrones se denominan teorías físicas, o, si están bien establecidos y se usan ampliamente, leyes o principios físicos. Profesor: Carlos Alvarado de la Portilla
La física tiene dos fines fundamentales: Averiguar y comprender las causas de los sucesos físicos. Predecir los sucesos provocados por dichas causas. Es decir busca patrones, principios y leyes; para predecir futuros fenómenos. Por ejemplo: la ocurrencia de un rayo, una tormenta, un arco iris, etc. Profesor: Carlos Alvarado de la Portilla
Profesor: Carlos Alvarado de la Portilla ......( La Física) Como toda ciencia la Física busca que sus conclusiones puedan ser verificables; y que la teoría pueda alcanzar predicciones de experimentos futuros. Por su amplitud y relación con otras ciencias se le considera ciencia fundamental, ya que estudia dentro de su campo a la Química, Biología, etc; además de explicar sus fenómenos. Profesor: Carlos Alvarado de la Portilla
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Profesor: Carlos Alvarado de la Portilla Magnitudes Físicas Magnitud es una categoría filosófica. Para nuestro estudio la definiremos como todo aquello que se puede expresar cuantitativamente, es decir todo aquello que se pueda medir. Profesor: Carlos Alvarado de la Portilla
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Clasificación de la magnitudes físicas Para nuestro estudio clasificaremos a las magnitudes de la siguiente manera: A.- Por su origen 1.- Magnitudes fundamentales. 2.- Magnitudes derivadas. B.- Por su naturaleza. 1.- Magnitudes escalares. 2.- Magnitudes vectoriales. Profesor: Carlos Alvarado de la Portilla
Magnitudes fundamentales Son aquellas magnitudes elegidas como base para fijar las unidades de un SISTEMA DE UNIDADAES; y en función de las cuales se expresan las demás magnitudes de dicho sistema. Profesor: Carlos Alvarado de la Portilla
Profesor: Carlos Alvarado de la Portilla Magnitudes derivadas Son aquellas magnitudes que se expresan en función de las magnitudes fundamentales. Profesor: Carlos Alvarado de la Portilla
Profesor: Carlos Alvarado de la Portilla 2.- Sistema de Unidades Es un conjunto de unidades concordantes entre sí, que resultan de fijar las magnitudes fundamentales y que se elaboran de acuerdo a las Ecuaciones Dimensionales. Cada pueblo estableció su propio sistema de pesas y medidas, algunas subsisten hasta el día de hoy y otros no. La necesidad del intercambio económico y científico han llegado a unificar ciertas unidades formándose el SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES “S.I.” Profesor: Carlos Alvarado de la Portilla
SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES “S.I.” En la X Conferencia de Pesas y Medidas (1954) se establecieron las unidades y magnitudes fundamentales del SI. Este sistema fue complementado en la XIV Conferencia (realizada en Francia en 1971). El SI se ha establecido a partir de siete magnitudes fundamentales y dos magnitudes complementarias. Profesor: Carlos Alvarado de la Portilla
Estereoradián Es el ángulo sólido comprendido entre una porción de la superficie de una esfera de área igual a y el centro de la esfera.
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3.- Ecuaciones Dimensionales
Reglas básicas en las ecuaciones dimensionales 1.- Las magnitudes físicas no cumplen con las leyes de la suma y la resta. 2.- Todos los números reales en sus diferentes formas, son cantidades adimensionales y su fórmula adimensional es la unidad. L + L= L MT–2 - MT–2 = MT–2 [π rad] = 1 [21/2 ] = 1 [log 17] = 1 [sen 37°] =1 Profesor: Carlos Alvarado de la Portilla
Principio de Homogeneidad (Principio de Fourier) Toda ecuación será dimensionalmente correcta si los términos que componen una suma o resta son de iguales dimensiones; y si ambos miembros de la igualdad aparecen en las mismas magnitudes afectadas de los mismos exponentes. [A] + [B] = [C]+ [D] entonces [A] = [B] = [C] = [D] Profesor: Carlos Alvarado de la Portilla
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Algunas fórmulas dimensionales Profesor: Carlos Alvarado de la Portilla
Profesor: Carlos Alvarado de la Portilla Ejemplo aplicativo 1 Encontrar la fórmula dimensional de X=pv, donde p = fuerza y v=velocidad; además indicar en qué unidades se expresa en el S.I. Solución A) Aplicando el operador dimensional a la fórmula física dada en el cuadro anterior, tenemos: B) Luego sustituyendo cada magnitud obtenida de la fórmula dimensional, por su correspondiente unidad básica del S.I. Rpta. . [X] = Kg m2 s-3 [X] = [p] [v] = (M L T-2 ) (L T-1 ) [X] = (M L T-2 . L T–1 ) = M L2 T-3 Rpta. [X] = M L2 T-3 Profesor: Carlos Alvarado de la Portilla
Profesor: Carlos Alvarado de la Portilla Ejemplo aplicativo 2 Sabiendo que la siguiente ecuación es dimensionalmente correcta , se pide encontrar la fórmula dimensional de “y”, si además se sabe que ; m= masa, t=tiempo, a=aceleración, W=trabajo. W = ma / t y Solución: Aplicando el operador dimensional a la fórmula física dada en el cuadro anterior, tenemos: [W] = [m] [a] / [t] [y] entonces (M L2 T -2 ) = (M L T -2 ) / T[y] L = 1 / T[y] entonces [y] = 1 / LT Rpta. [y] = L-1 T-1 Profesor: Carlos Alvarado de la Portilla
FIN