Física - ¿Por qué y cómo medimos? - Contenido programático (3º y 4º año)

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FÍSICA AMENA ¿Por qué y cómo medimos?

U.E Colegio Arístides Rojas – Física Amena – Prof. Gustavo González Panter – Correo: imaginacion360@gmail.com –

¿Por qué y cómo medimos? ●

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Objetivo: Distinguir entre unidades y sistemas de unidades La física se ocupa de describir y entender la naturaleza –

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La medición es una herramienta fundamental

¿Por qué la flores tienen colores?

La física intenta describir la naturaleza de forma objetiva La percepción del color es subjetiva Las personas con daltonismo:

Materia : Física Amena – Prof. Gustavo González Panter

Espectro visible de la luz Longitud de ondas y frecuencias

El color al medirse en unas variables es objetivo

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Unidades estándar ●

Las mediciones se expresan en valores unitarios o unidades: Yarda, Pie, pulgada, [medidas corporales]

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1 yarda = 0,9144 m

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1 pie = 30,48 cm

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1 pul. = 2,54 cm

CURIOSIDADES ●

La tradición cuenta que en el siglo XII, el rey Enrique I de Inglaterra decretó que la yarda debería ser la distancia desde la punta de «real» nariz a su dedo pulgar teniendo el brazo extendido –

Si el brazo del rey hubiese sido 3,37 cm más largo, la yarda y el metro tendrían la misma longitud.

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¿Qué es el tiempo? ●

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Esta pregunta ha generado debates durante siglos, y las respuestas han tenido un carácter filosófico.

Una definición simple es: –

El tiempo es el flujo continuo y hacia adelante de los sucesos

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Otras ideas en torno al tiempo

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Platón, filósofo griego observaba: El Sol la luna, y … los planetas fuero creados para definir y preservar los números del tiempo.

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Marco Aurelio, filósofo y emperador romano: El tiempo es una especie de río de los hechos que suceden, y su corriente es fuerte.

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Otras ideas en torno al tiempo

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San Agustín, teólogo y filósofo, doctor de la Iglesia: –

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¿Qué es el tiempo? Si nadie lo pregunta, lo sé; si quiero explicarlo a quien pregunta, no lo sé.

Otras ideas en torno al tiempo ●

El Sombrerero Loco, personaje de Alicia en el país de las maravillas, de Lewis Carroll, creía saber lo que era el tiempo: Si conocieras el tiempo tan bien como yo, no hablarías de desperdiciarlo… Ahora, si tan sólo estuvieras en buenos términos con él, haría cualquier cosa que tú quisieras con el reloj.

Por ejemplo, supón que fueran las 7am, la hora de comenzar las clases; sólo tendrías que susurrar una indicación al Tiempo, y allá iría el reloj en un pestañeo; a las 12m, la hora del almuerzo.

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7 unidades base del Sistema Internacional (SI) de medidas Nombre de la unidad (abreviatura)

Propiedad medida

metro (m) kilogramo (kg) segundo (s) ampere (A) kelvin (K) mol (mol) candela (cd)

longitud masa tiempo corriente eléctrica temperatura cantidad de sustancia intensidad luminosa

NOTA: Estas unidades base constituyen el número mínimo de cantidades necesarias para describir todo lo que se observa o mide en la naturaleza.

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Análisis de unidades ●

Objetivo: –

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Explicar las ventajas del análisis y aplicarlo

Propósito: –

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(1/4)

Ayuda a averiguar la unidad de una cantidad

Análisis unitario: –

Consiste en el empleo de unidades para verificar ecuaciones, la consistencia de una ecuación, es decir, si es dimensionalmente correcta

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Análisis de unidades (2/5) Algunas unidades de cantidades comunes

Cantidad masa tiempo longitud área volumen velocidad (v) aceleración (a)

Unidad kg s m m² m³ m/s m / s²

Puesto que las cantidades físicas empleadas en las ecuaciones tienen unidades, los dos miembros de una ecuación deben ser iguales no sólo en valor numérico, sino también en unidades (dimensiones).

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Análisis de unidades ●

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(3/5)

Verificación de ecuaciones – Análisis unitario Puesto que las cantidades físicas empleadas en las ecuaciones tienen unidades, los dos miembros de una ecuación deben ser iguales no sólo en valor numérico, sino también en unidades (dimensiones).

Por ejemplo, supongamos que tenemos las cantidades de longitud a = 3,0m y b = 4,0m.

Si insertamos estos valores en la ecuación a x b = c, obtendremos 3,0m x 4,0m = 12,0m².

Ambos lados de la ecuación son numéricamente iguales (3 x 4 = 12) y tienen las mismas unidades: m x m = m² (longitud)².

Si una ecuación es correcta según el análisis de unidades, deberá ser dimesionalmente correcta.

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Análisis de unidades (4/5) a) La ecuación es: v = v 0 + a⋅t Al insertar las unidades de las cantidades físicas tenemos: m m = + s s

( ) m ×s 2 s

m m = + s s

o

(

m ×s s×s

)

Observa que las unidades se cancelan como los números en una fracción. Entonces, tenemos m m m dimensionalmente = + s s s correcta

(

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)

Análisis de unidades

(5/5)

V b) Por análisis de unidades, la ecuación: X = 2a es m 2 s m s dimensionalmente m = = × o m = s s m incorrecta m 2 s

( )

( )

(

)

El metro (m) no puede ser igual al segundo (s), así que, hay una inconsistencia de unidades (longitud≠tiempo) y, por lo tanto, tampoco es físicamente correcta.

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Unidad I : Mecánica (1) ●

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Medición y resolución de problemas Cinemática descripción del movimiento Movimiento en dos dimensiones Fuerza y movimiento Descripción del movimiento

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Unidad I : Mecánica ● ●

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(2)

Trabajo y energía Cantidad de movimiento y choques Movimiento circular y gravitacional Movimiento rotacional y equilibrio Sólidos y fluídos

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Unidad II : Cinemática ●

Descripción del movimiento –

Distancia y rapidez

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Desplazamiento unidimensional y velocidad

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Cantidades escalares vs cantidades vectoriales

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Coordenadas cartesianas

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Aceleración

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Ecuaciones de cinemática (aceleración constante)

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Caída libre

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Unidad III : Movimiento en dos dimensiones ● ● ● ●

Componentes del movimiento Suma y resta de vectores Movimiento de proyectiles Velocidad relativa

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Unidad IV : Termodinámica ●

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Temperatura y teoría cinética

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Termodinámica –

Sistemas, estados y procesos termodinámicos

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Temperatura y calor

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Escalas de temperatura

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Leyes de los gases

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Primera ley

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La escala Kelvin

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Segunda ley

Calor –

Definición y unidades de calor

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Calorimetría

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Transferencia de calor

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Efecto invernadero (investigación en equipo)

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Unidad V : Óptica ●

Reflexión y refracción de la luz –

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Espejos y lentes –

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La naturaleza ondulatoria de la luz –

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Visión e instrumentos ópticos – Materia : Física Amena – Prof. Gustavo González Panter

Unidad VI : Vibraciones y ondas / Sonido

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Movimiento armónico simple Ecuaciones de movimiento

Movimiento ondulatorio Propiedades de las ondas

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Ondas sonoras

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La rapidez del sonido

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Fenómenos acústicos

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El efecto Doppler

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Fuentes de apoyo para el aprendizaje ●

Bibliográficas: –

Física - Manual Esencial Santillana, Satiago (Chile) 2008

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Física – Pearson / Educación, México 2007

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Recursos ofimáticos de diseño: ● ●

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Diapositivas en Impress LibreOffice Notas de clase en Writer LibreOffice

Internet: –

https://fisicamena.webnode.com.ve/

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