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Módulo de Física 1 Unidad 1: Física y Medición

Objetivos del curso Proporcionar al estudiante una presentación clara y lógica de los conceptos básicos y principios de la física. Fortalecer la comprensión de los conceptos y principios a través de un amplio intervalo de aplicaciones interesantes en un mundo real. Motivar al estudiante mediante ejemplos prácticos que demuestran el papel de la física en otras disciplinas, incluidas ingeniería, química y medicina.

Cronograma de actividades

Criterios de Evaluación    

Tareas. Trabajos en clases y exposiciones. Participación activa y práctica. Lección.

Herramientas de apoyo        

Pizarra. Libros. Tutoriales Computador. Proyector. Internet. Aula Virtual Laboratorio de Física

Metodología        

Explicación de temas. Participación activa. Trabajos individuales y grupales. Solucionar problemas propuestos. Exposiciones. Realizar actividades en el aula virtual: Foros, Cuestionarios y Tareas Análisis y discusión en grupo. Aprendizaje basado en problemas.


Módulo de Física 1 Unidad 1: Física y Medición

Rúbricas RUBRICA 1:

ACTIVIDADES EXCELENTE CUMPLIMIENTO Entrega la actividad dentro del plazo indicado y cumple con el objetivo establecido CONTENIDO

La actividad es completa y presenta coherencia, indica: objetivos, introduccion, descripción y conclusiones

METODOLOGIA

Utilizo los procedimientos impartidos en la clase para la solucion de la actividad.

PRESENTACION

Los materiales utilizados son los adecuados, presentan orden, diseño agradable y limpieza

BUENO Entrega la actividad dentro del plazo indicado y cumple parcialmente con el objetivo establecido La actividad es parcialmente completa y presenta coherencia, indica: objetivos, introduccion, descripción y conclusiones Utilizo una parte de los procedimientos impartidos en la clase para la solucion de la actividad. Los materiales utilizados son parcialmente los adecuados, presentan orden, diseño agradable y limpieza

REGULAR Entrega la actividad fuera del plazo indicado y cumple parcialmente con el objetivo establecido La actividad no es completa y presenta poca coherencia, indica: objetivos, introduccion, descripción y conclusiones

INSUFICIENTE PESIMO Entrega la No entrega la actividad fuera actividad del plazo indicado y no cumple con el objetivo establecido

Utilizo poco los procedimientos impartidos en la clase para la solucion de la actividad.

No utilizo los procedimientos impartidos en la clase para la solucion de la actividad.

Los materiales utilizados no son los adecuados, presentan poco orden, diseño agradable y limpieza

Los materiales utilizados no son los adecuados, presentan poco orden, diseño no agradable y limpieza

La actividad no es completa y no presenta coherencia, indica: objetivos, introduccion, descripción y conclusiones

La actividad no es completa y no presenta coherencia, no indica: objetivos, introduccion, descripción y conclusiones No utilizo procedimiento para realizar la actividad.

Los materiales utilizados no son los adecuados,no presentan orden, diseño no agradable y no presenta limpieza


Módulo de Física 1 Unidad 1: Física y Medición

RUBRICA 2:

EXPOSICIONES EXCELENTE PARTICIPACION Participa activamente en clases, aporta ideas constructivas con buenos criterios y coherencia ASISTENCIA Y Asiste siempre PUNTUALIDAD a clases y es puntual, en caso de inasistencia justifica sus faltas PRESENTACION Tiene una muy buena presentación y es cuidadoso en su aseo personal. DISCIPLINA

Es respetuoso con el docente y con sus compañeros. No interrumpe y presta atención a la clase. No realiza actividades ajenas a la clase.

BUENO Participa en clases, aporta ideas constructivas con criterios aceptables y coherencia

REGULAR Participa ocacionalmente en clases, aporta ideas aceptables y coherentes

INSUFICIENTE Poca participación en clases y no aporta ideas

PESIMO No participa en clases y no aporta ideas

Asiste regularmente a clases y es puntual, en caso de inasistencia justifica sus faltas Tiene una presentación aceptable y es cuidadoso en su aseo personal.

Asiste ocacionalmente a clases, no es puntual y no justifica su inasistencia

Asiste muy poco a clases, no es puntual y no justifica su inasistencia

No asiste a clases y no justifica su inasistencia

Tiene una presentación aceptable y es poco cuidadoso en su aseo personal.

Es respetuoso con el docente y con sus compañeros. No interrumpe y frecuentemente presta atención a la clase. No realiza actividades ajenas a la clase.

Es respetuoso con el docente y con sus compañeros. No interrumpe y frecuentemente presta atención a la clase. Realiza ocasionalmente actividades ajenas a la clase.

Tiene una mala presentación y es poco cuidadoso en su aseo personal. No es respetuoso con el docente y con sus compañeros. Interrumpe y en ocasionalemte presta atención a la clase. Realiza actividades ajenas a la clase.

Tiene una mala presentación y no es cuidadoso en su aseo personal. No es respetuoso con el docente y con sus compañeros. Interrumpe y no presta atención a la clase. Realiza actividades ajenas a la clase.


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RUBRICA 3:

ACTIVIDADES EXCELENTE CUMPLIMIENTO Entrega la actividad dentro del plazo indicado y cumple con el objetivo establecido CONTENIDO

La actividad es completa y presenta coherencia, indica: objetivos, introduccion, descripción y conclusiones

METODOLOGIA

Utilizo los procedimientos impartidos en la clase para la solucion de la actividad.

PRESENTACION

Los materiales utilizados son los adecuados, presentan orden, diseño agradable y limpieza

BUENO Entrega la actividad dentro del plazo indicado y cumple parcialmente con el objetivo establecido La actividad es parcialmente completa y presenta coherencia, indica: objetivos, introduccion, descripción y conclusiones Utilizo una parte de los procedimientos impartidos en la clase para la solucion de la actividad. Los materiales utilizados son parcialmente los adecuados, presentan orden, diseño agradable y limpieza

REGULAR Entrega la actividad fuera del plazo indicado y cumple parcialmente con el objetivo establecido La actividad no es completa y presenta poca coherencia, indica: objetivos, introduccion, descripción y conclusiones

INSUFICIENTE PESIMO Entrega la No entrega la actividad fuera actividad del plazo indicado y no cumple con el objetivo establecido

Los materiales utilizados no son los adecuados, presentan poco orden, diseño agradable y limpieza

Los materiales utilizados no son los adecuados, presentan poco orden, diseño no agradable y limpieza

La actividad no es completa y no presenta coherencia, indica: objetivos, introduccion, descripción y conclusiones

La actividad no es completa y no presenta coherencia, no indica: objetivos, introduccion, descripción y conclusiones Utilizo poco los No utilizo los No utilizo procedimientos procedimientos procedimiento impartidos en impartidos en para realizar la clase para la la clase para la la actividad. solucion de la solucion de la actividad. actividad. Los materiales utilizados no son los adecuados,no presentan orden, diseño no agradable y no presenta limpieza


Módulo de Física 1 Unidad 1: Física y Medición

Contenido Unidad 1:

1 Física y Medición   

1.1

Estándares de longitud, masa y tiempo Materia y construcción de modelos Análisis dimensional

Estándares de longitud, masa y tiempo

Para describir los fenómenos naturales, es necesario hacer mediciones de varios aspectos de la naturaleza. Cada medición se asocia con una cantidad física, tal como la longitud de un objeto. Cualquier unidad que se elija como estándar debe ser accesible y poseer alguna propiedad que se pueda medir confiablemente. Los estándares de medición que diferentes personas de lugares distintos aplican en el Universo, deben producir el mismo resultado. Además, los estándares que se usan para mediciones no deben cambiar con el tiempo. En 1960 un comité internacional estableció un conjunto de estándares para las cantidades fundamentales de la ciencia. Se llama SI (Sistema Internacional) y sus unidades fundamentales de longitud, masa y tiempo son metro, kilogramo y segundo, respectivamente. Otros estándares para las unidades fundamentales SI establecidas por el comité son las de temperatura (el kelvin), corriente eléctrica (el amparé), la intensidad luminosa (la candela) y la cantidad de sustancia (el mol). 1.1.1

Longitud

La distancia entre dos puntos en el espacio se identifica como longitud. En 1120 el rey de Inglaterra decretó que el estándar de longitud en su país se llamaría yarda y sería precisamente igual a la distancia desde la punta de su nariz hasta el final de su brazo extendido. El estándar original para el pie adoptado por los franceses era la longitud del pie real del rey Luis XIV. Ninguno de dichos estándares es constante en el tiempo. En 1799 el estándar legal de longitud en Francia se volvió el metro (m), definido como una diezmillonésima de la distancia del ecuador al Polo Norte a lo largo de una línea longitudinal particular que pasa por París. Tan recientemente como 1960, la longitud del metro se definió como la distancia entre dos líneas en una específica barra de platino-iridio que se almacena bajo condiciones controladas en Francia. En octubre de 1983, el metro se redefinió como la distancia recorrida por la luz en el vacío durante un tiempo de 1 / 299 792 458 segundos, 3,33 nano segundos aprox.


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Ilustración 1 Fuente: Serway Tomo 1 Séptima Edición


Módulo de Física 1 Unidad 1: Física y Medición 1.1.2

Masa

La unidad fundamental del SI de masa, el kilogramo (kg), es definido como la masa de un cilindro de aleación platino-iridio específico que se conserva en la Oficina Internacional de Pesos y Medidas en Sevres, Francia. Esta masa estándar fue establecida en 1887 y no ha cambiado desde esa época porque el platino-iridio es una aleación inusualmente estable.

Ilustración 2 Un kilogramo es igual al peso de una barra (una aleación de platino e iridio) que se encuentra en Francia.

Ilustración 3 La Oficina Internacional de Pesos y Medidas, en Sèvres, Francia.

1.1.3

Tiempo

Antes de 1960 el estándar de tiempo fue definido en términos del día solar medio hacia el año 1900, (Un día solar es el intervalo de tiempo entre apariciones sucesivas del Sol en el punto más alto que alcanza en el cielo cada día.) La unidad fundamental de un segundo (s) lite definida como (1/60) (1/60) (1/60) de un día solar medio. Ahora se sabe que la rotación de la Tierra varía ligeramente con el tiempo. Debido a eso, este movimiento no proporciona un tiempo estándar que sea constante. En 1967 el segundo fue redefinido para sacar ventaja de la enorme precisión que se logra con un dispositivo conocido como reloj atómico, que mide vibraciones de átomos de cesio.


Módulo de Física 1 Unidad 1: Física y Medición Ahora un segundo se define como 9 192 631 770 veces el periodo de vibración de la radiación del átomo de cesio 133.

Ilustración 4Reloj atómico de cesio.

Ilustración 5 Serway Tomo 1 Séptima Edició

Estados Unidos se utiliza el sistema usual estadounidense a pesar de la aceptación del SI en el resto del mundo. En este sistema las unidades de longitud, masa y tiempo son pie (ft), slug y segundo, respectivamente. Además de las unidades del SI Fundamentales de metro, kilogramo y segundo, también se usan otras unidades, como milímetros y nanosegundos, donde los prefijos mili y nano denotan multiplicadores de las unidades básicas establecidas en varias potencias de diez.


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1.1.4

Densidad

Las variables longitud, tiempo y masa son ejemplos de cantidades fundamentales. La mayoría de las otras variables son cantidades deducidas, aquellas expresadas como una combinación matemática de cantidades fundamentales. Una cantidad deducida es la densidad.


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1.2

Simuladores de longitud, masa y tiempo

1.2.1

La masa

Hemos definido como materia todo aquello que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio. En el sistema métrico, las unidades utilizadas para medir la masa son, normalmente, los gramos, kilogramos o miligramos. Aunque la unidad fundamental de masa es el kilogramo, el sistema de múltiplos y submúltiplos se estableció a partir del gramo: 1 Kilogramo (Kg) = 1000 gramos (103 g) y 1 miligramo (mg) = una milésima de gramo (10-3 g)

Ilustración 6 Fuente: http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interacti va_materia/curso/materiales/propiedades/masa.htm


Módulo de Física 1 Unidad 1: Física y Medición 1.2.2

La densidad

La densidad de una sustancia es el cociente entre la masa y el volumen: Densidad = Masa/Volumen

d = m/V

La masa y el volumen son propiedades generales o extensivas de la materia, es decir son comunes a todos los cuerpos materiales y además dependen de la cantidad o extensión del cuerpo. En cambio la densidad es una propiedad característica, ya que nos permite identificar distintas sustancias. Por ejemplo, muestras de cobre de diferentes pesos 1,00 g, 10,5 g, 264 g, ... todas tienen la misma densidad, 8,96 g/cm3.

La densidad se puede calcular de forma directa midiendo, independientemente, la masa y el volumen de una muestra:

Ilustración 7 Fuente http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva _materia/curso/materiales/propiedades/densidad.htm


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1.3

Simulador de materia y construcción de modelos

1.3.1

Construcción de un átomo

Construye un átomo con protones, neutrones y electrones, y ve cómo cambian el elemento, la carga y la masa. ¡Luego, juega para probar tus ideas!

Ilustración 8 Fuente: http://phet.colorado.edu/es/simulation

Ilustración 9 Simulador modelo atómico. Fuente: http://www.keithcom.com/atoms/index.php

1.3.2

Isótopos y Masa atómica

¿Son todos los átomos de un elemento los mismos? Cómo puede usted decir que es un isótopo ? Utilice el simulador para aprender acerca de los isótopos y cómo la abundancia se relaciona con la masa atómica promedio de un elemento.


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Ilustración 10 Fuente: http://phet.colorado.edu/es/simulation

1.4

Simuladores para la conversión de unidades

Ilustración 11 Simulador conversión de unidades de longitud. Fuente: http://jumk.de/calc/longitud.shtml

Ilustración 12 Simulador conversiones de unidades. Fuente: http://www.metric-conversions.org/es/peso/kilogramosa-libras.htm


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Ilustración 13 Simulador conversión de masas. Fuente: http://www.metas.com.mx/utilerias/convertidormasa.php


Modulo unidad 1 física y medición