F sica para ciencias introducci n y magnitudes fundamentales
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Física para Ciencias: Introducción y Magnitudes Fundamentales. Dictado por: Profesor Aldo Valcarce 1 er semestre 2014. FIS109C – 2: Física para Ciencias 1 er semestre 2014 . Aspectos Administrativos.

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Física para Ciencias: Introducción y Magnitudes Fundamentales

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Física para Ciencias: Introducción y Magnitudes Fundamentales

Dictado por:Profesor Aldo Valcarce

1er semestre 2014

FIS109C – 2: Física para Ciencias 1er semestre 2014


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

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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 marzo2do: 31 marzo3ro: 28 abril

      4to: 5 mayo5to: 26 mayo6to: 2 junio

  • Laboratorios: Comienzan 17 de marzo.Lunes 4-5; Martes 2-3; Miércoles 4-5;

    Jueves 4-5; Viernes 2-3

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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.

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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 recorrecciónson 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.

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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 NCo NLAB son menores a 4.0 se reprobará el curso con la menor de ellas.

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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.

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Introducción

Física – ¿Qué es?

FIS109C – 2: Física para Ciencias 1er semestre 2014


Física – ¿Qué es?

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.

Según el diccionario

La ciencia de las propiedades de materia y energía y la interacción entre ellas.

Mejor aún: es lo que explica los fenómenos que vivimos día a día.

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Física es …

  • Estados de Materia

    Sólido, Líquido, Gas, Plasma.

  • Ondas

  • Fluidos

  • Óptica

  • Reflexión

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Física es …

  • Óptica

    • Formación de Imágenes

    • Refracción

    • Espectroscopía

  • Dinámica

    • Caída Libre

    • Transferencia de Energía

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Instrumentos Musicales

¿Cómo funcionan los instrumentos musicales de cuerda y viento?

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Física es…el estudio de lo más grande...

La Galaxia de Andrómeda:

Distancia de la tierra ~2×1022 m, Diámetro ~2×1021 m

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Física es…hasta lo más pequeño

Imagen de Microscopio Efecto Tunel

  • Imágenes de átomos de Cs.

  • Imagen 7x10-9 m

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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

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Magnitudes Fundamentales

Longitud – Masa - Tiempo

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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

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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 × 1012km

  • 1 U. A. = 1.495 978 70 × 108  km

  • 1 pársec =3.08568025 × 1016 m

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Pársec

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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

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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.


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 12C6)

  • 1 UTM = 9.80665  kg

  • 1 quilate = 200 mg (joyas) (1 quilate aleación = 1/24)

FIS109C – 2: Física para Ciencias 1er semestre 2014


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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 híperfinadel 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.

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Algunas unidades de tiempo

  • 1 min = 60 s

  • 1 hr = 60 min

  • 1 día = 24 hr

  • 1 año = 365,242199 días

  • 1 lustro = 5 años

  • 1 década = 10 años

  • 1 siglo = 100 años

  • 1 milenio = 1000 años

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Sistema Internacional de UnidadesM K S

METRO

SEGUNDO

KILOGRAMO

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Algunas Magnitudes compuestas

masa

volumen

  • Área, Volumen

  • Densidad de masa:

  • Velocidad:

  • Caudal:

distancia

tiempo

volumen

tiempo

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11 manzanas

6 ramas

2 ojos

1 boca

1 nariz

5 raíces

Miles de hojas

hormigas?

átomos?

En este árbol hay:

En física todos los números deben tener una unidad.

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Sonda MarsClimate de la NASA

¿Son importantes las unidades de medida?

Se estrelló el 23 de Septiembre de 1999.

  • Empresa LockheedMartin Astronautics de Denver fue la encargada de diseñar y construir la sonda espacial.

  • Empresa Jet PropulsionLaboratory de Pasadena fue la encargada de programar los sistemas de navegación de la sonda.

    ¿Qué pasó?

Lockheed Martin Astronauticsrealiza sus medidas y proporciona sus datos con el sistema anglosajón de unidades (millas, libras, segundos) mientras que Jet PropulsionLaboratoryutiliza el Sistema Internacional de unidades (metros, kilogramos, segundos).

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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

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Ejemplo: una pieza maciza de plomo tiene una masa de 23.94 g y un volumen de 2.1 cm3.

Calcule la densidad del plomo en kg/m3.

R: 1.14x104 kg/m3.

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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.

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