Introducción a la física BAIN077

Física Mecánica

BAIN077

Unidad 1: Estática

Física es el estudio de la materia. En sentido literal la física es la mayor de las ciencias naturales. Abarca las partículas más pequeñas, tales como los electrones y quarks y también los cuerpos más grandes como galaxias

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Introducción

• Contenidos:

• Cantidades físicas, unidades de medida, conversión de unidades, relación entre variables.

• Fuerzas, masa, diagrama de cuerpo libre, fuerza neta.

• Torque, centro de masa, centro de gravedad, condiciones de equilibrio estático.

• Resultados de aprendizaje:

• RA 1.1 Modelar problemas en el contexto de equilibrio estático de un cuerpo.

• RA1.2 Trabajar en forma colaborativa en actividades prácticas como la redacción de informes.

• RA1.3  Redactar informes e actividades prácticas en el contexto cinemática de un partícula.

Unidad 1

•Cantidad física: Es una característica medible de los objetos de estudio.

•Medida: usado para describir un fenómeno de la naturaleza. Cada medida es asociado a una cantidad físicaà longitud, velocidad, fuerza, etc.

Unidad 1

•Cantidades físicas fundamentales

El sistema internacional de medidas, acordó en 1960 por un comité internacional las cantidades fundamentales:

A.Longitud

B.Masa

C.Tiempo

D.Temperatura

E. Cantidad de sustancia

F. Intensidad luminosa

G. Intensidad eléctrica

Unidad 1

•Unidades de medida

Es una cantidad estandarizada de una determinada magnitud física.

•Notación

Para especificar una cantidad física, se utiliza un número y su unidad de medida. Ejemplo 20 m, 5 kg

Unidad 1

• Unidades fundamentales y derivadas

Cantidades derivadas pueden ser expresadas como una combinación matemática de cantidades fundamentales.

Ejemplo:

Área: producto de dos longitudes

Velocidad: cociente entre longitud e intervalo de tiempo

Densidad: cociente entre masa y volumen

Unidad 1

Multiple Choice

¿Cuál de las cantidades físicas corresponde a una cantidad física fundamental?

• Velocidad

• Área

• Metro

• Longitud

Multiple Choice

¿Cuál de las cantidades físicas es una cantidad física derivada?

• Longitud

• Densidad

• Masa

• Tiempo

• Los números describen cantidades que pueden ser muy grandes o muy pequeñas, por lo que resulta conveniente utilizar la notación científica.

Unidad 1

• Prefijo métrico

Unidad 1

Multiple Choice

Indique si la aseveración es verdadera o falsa.

"Un disco duro de 1 Terabytes corresponde a 1x10¹² bytes"

• Verdadera

• Falsa

• Conversión de unidades

Cuando las unidades no son consistentes, es posible que se necesite convertir a los apropiados. Las unidades pueden ser tratadas como cantidades algebraicas que se anulen entre sí. Para realizar la conversión se puede hacer uso de la “regla de tres”.

Unidad 1

Multiple Choice

Indique si la aseveración es verdadera o falsa.

"El factor de equivalencia entre hora y segundo es 1 h=360 s"

• Verdadera

• Falsa

Multiple Choice

¿Cuánto es 1 m² en cm²?

• $$100\ cm^2$$

• $$1000\ cm^2$$

• $$10000\ cm^2$$

• $$100000\ cm^2$$

• Conversión de unidades

Ejemplos:

1- La densidad del agua es 2,204586 x10^-3 lb/cm³, expresar en kg/m³.

2- La aceleración de un móvil es 25920 km/h², expresar en m/s²

Unidad 1

• Conversión de unidades

Determine la masa en libras encerrada en una habitación de 32,808 ft de largo, 16,404 ft de ancho y 9.843 ft de altura completamente aislada si la densidad del aire es 2.7006x10^-6 lb/cm3, una libra equivale a 453,6 g y un pie equivale a 30,48 cm.

Unidad 1

• Cifras significativas

Una cifra significativa es una que se conoce de forma fiable.

Todos los dígitos distintos de cero son significativos.

Los ceros pueden o no pueden ser significativos.

Son significativos cuando:

qestán entre otros dígitos que no son cero.

qDespués de la coma decimal y otra cifra significativa.

qPara eliminar la ambigüedad, utilice la notación científica.

En una medición, las cifras significativas incluyen el primer dígito estimado.

Unidad 1

Multiple Choice

¿Cuántas cifras significativas tiene el número 0,01035?

• 5

• 4

• 3

• 2

•Análisis dimensional

Denota la naturaleza física de una cantidad. Las dimensiones se indican con corchetes.

ØLongitud [L]

ØMasa [M]

ØTiempo [T]

Ejemplo:

ØÁrea: [L2]

ØVelocidad: [L/T]

ØAceleración: [L/T2]

El análisis dimensional es una técnica para comprobar si una ecuación es correcta.

Unidad 1

•Relación entre variables

En un experimento influyen muchos factores.  Estos factores se conocen con el nombre de variables.

Una vez identificadas las variables que intervienen en el experimento, se clasifican las variables que se mantienen constantes mientras que las otras toman diferentes valores.

La variable cuyos valores dependen de los valores que toma la otra variable, se le llama variable dependiente y a la otra variable se le llama variable independiente.

Tanto las funciones como las relaciones entre dos variables se pueden representar a partir de tablas de datos. Una tabla es un arreglo, de dos filas o dos columnas, en el cual se escriben todos o algunos valores de la variable independiente y los respectivos valores de la variable dependiente.

Unidad 1

•Relación entre variables

1. Proporcionalidad directa

2. Proporcionalidad inversa

3. Relación cuadrática

Unidad 1

•Errores

En la práctica es a menudo imposible encontrar el valor cierto o exacto de una magnitud determinada, pero es posible establecer límites dentro de los que está ese valor cierto.

Unidad 1

ØError absoluto

Cuando solamente se puede realizar una medida el error absoluto será la sensibilidad del instrumento: la mitad de la sensibilidad para un instrumento análogo (ejemplo: la regla) y la sensibilidad para un instrumento digital (ejemplo: un cronometro)
ØError aleatorio o error medio cuadrático

Cuando se realizan mediciones de una misma cantidad se obtienen valores diferentes en cada intento, lo que demuestra la existencia de errores aleatorios.