FÍSICA 1 CLAVE DE ASIGNATURA: 1113DEPARTAMENTO DE FÍSICA Y QUÍMICA TEÓRICA

Profesora: Wendi Olga López Yépezfisica.fq@hotmail.com

Página de Apoyo: http://fisica1fq.wordpress.com/

PROGRAMA DE LA ASIGNATURA

BIBLIOGRAFÍA SUGERIDACualquiera para Ciencias e Ingeniería (generalmente TOMO 1) que incluya al menos los siguientes temas:

CALENDARIO SEMESTRE 2012-1

CALENDARIO CURSOSemana L M M J V S D Semana L M M J V S D

Agosto 8 Octubre 1 21 2 3 4 5 6 7 9 3 4 5 6 7 8 9

1 8 9 10 11 12 13 14 10 10 11 12 13 14 15 162 15 16 17 18 19 20 21 11 17 18 19 20 21 22 233 22 23 24 25 26 27 28 12 24 25 26 27 28 29 304 29 30 31 13 31

Septiembre Noviembre4 1 2 3 4 13 1 2 3 4 5 65 5 6 7 8 9 10 11 14 7 8 9 10 11 12 136 12 13 14 15 16 17 18 15 14 15 16 17 18 19 207 19 20 21 22 23 24 25 16 21 22 23 24 25 26 278 26 27 28 29 30 Ord A 28 29 30 1 2 3 4

Ord B 5 6 7 8 9 10 11Inicio y fin de semestreDías inhábilesExamen Parcial 4 exámenes parcialesEntrega de CalificacionesExámenes Ordinarios

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

Los exámenes se realizarán en el horario de clase Si no se presenta al examen, podrá reponerlo en el ordinarioA No podrá reponer más de 2 exámenes parciales en el ordinario A, en todo caso deberá

presentar ordinario completo

Evaluación Global

C/Periodo 20%Departamental 20%

Para exentarAprobar todos los exámenes parciales

Examen FinalOrdinario

Ordinario AReposiciones:Podrá reponer hasta dos exámenesparciales no aprobados (La calificaciónsolo sustituye la obtenida en el examen)Si no aprobó 3 ó 4 parciales:Presentará completo

Ordinario B• Ordinario A No aprobado• Reposiciones No aprobadas

Evaluación de todo el cursoSe establece la calificación obtenida

en el examen.

EVALUACIÓN DEL PERIODO

4 periodos 20%

1 examen departamental 20%

1 examen parcial 80%Asistencia y Participación 5%Ejercicios y Tareas 15%

La serie de ejercicios se entrega por equipo a más tardar el día del examen, si seentrega con una semana de anticipo se regresará con las correcciones.No se acepta la entrega individual.

Las tareas son individuales, algunas serán para entregar y otras serán para las notas eimplican participación en clase.

Los exámenes serán a libro cerrado, no se permite el uso de notas, apuntes y/o"formularios".

En cada periodo se toma en cuenta:

Con 3 faltas acumuladas en un periodo no tendráderecho a examen.

SERIES DE EJERCICIOS

Las series de ejercicios se entregarán en un folder por equipo

Los equipos serán designados la segunda semana de cada periodo ytendrán un máximo de 10 integrantes

No se aceptarán de manera individual

Si alguna persona no participa en la resolución de los ejercicios, el equipoomitirá su nombre en la lista.

La entrega será a más tardar el día del examen y antes de la aplicación delmismo.

RESULTADOS DEL EXAMEN DIAGNÓSTICO GRUPO 7

10 108

119

14 15

HISTOGRAMASEXÁMENES DIAGNÓSTICO

CONOCIMIENTOS BÁSICOSNECESARIOS PARA EL CURSO

Aritmética

Álgebra

Trigonometría

• Suma• Resta• Multiplicación• División• Potenciación• Radicación• Logaritmación

• Monomios (1 sumando) y Polinomios (varios sumandos).

• Binomio (2 sumandos),Trinomio (3 sumandos), ...

• Expresiones algebraicas separadas por un signo se llama ecuación.

• Identidad, en la que los dos lados de la igualdad son equivalentes.

• Teorema de Pitágoras• Seno, Coseno, Tangente• Identidades Trigonométricas• Ley de Senos y Cosenos

FísicaQuímica

Geología

Astronomía

Biología

....

Ingenierías

Ciencias Naturales

Tecnología

Lenguaje propiamente dicho y

la Matemática

La herramienta clave del físico es su mente.

El lenguaje normal y el matemático

Sus ojos, sus oídos y sus manos son asimismo los primeros instrumentos para recoger información de los fenómenos del universo

Para ayudar a sus sentidos y producir las circunstancias especiales queprecisa estudiar, el físico debe utilizar muchas otras herramientas,instrumentos, máquinas e ingenios.

temperatura, densidad,

Base Conceptual

Las magnitudes físicas constituyen el material fundamental de la Física, en función de las cuales se expresan las

leyes de la misma.

longitud, tiempovelocidad,

masa, fuerza

resistividad, Intensidad de campo eléctrico,

Intensidad de campo magnético, etc.

Es todo aquello que puede sermedido

Medición

Conjunto de actos experimentales con el finde determinar una cantidad de magnitud física

Es comparar una magnitud dadacon otra de su misma especie, lacual se asume como unidad opatrón.

Pero cuando tratamos de asignar una unidad a unvalor de la magnitud surge entonces la dificultad deestablecer un

Patrón

SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES S.I.Permite unificar criterios respecto a la unidad de

medida que se usará para cada magnitud.Es un conjunto sistemático y organizado de unidades

adoptado por convención El Sistéme International d´Unités (SI) esta compuesto

por tres tipos de magnitudesi. Magnitudes fundamentalesii. Magnitudes derivadasiii. Magnitudes complementarias

El uso del SI es obligatorio en todos los países, reportando enormes ventajasal comercio, la tecnología y la ciencia.

No obstante la utilización de otros sistemas subsiste en algunos países. Porejemplo el Sistema Inglés

Longitud pulgada (“) 1” = 2,54 cm

Fuerza libra (lb) 1lb = 4,448 N

I. MAGNITUDES FUNDAMENTALES El comité internacional de pesas y medidas ha establecido siete

cantidades básicas, y asignó unidades básicas oficiales a cada cantidad

AAmpereCorriente eléctrica

molmolCantidad de sustanciacdCandelaIntensidad luminosaKKelvinTemperatura

ssegundoTiempokgkilogramoMasammetroLongitud

Símbolo de la unidad

Unidad básica

Magnitud

Cada una de las unidades que aparecen en la tabla tieneuna definición medible y específica, que puedereplicarse en cualquier lugar del mundo.

De las siete magnitudes fundamentales sólo el“kilogramo” (unidad de masa) se define en términosde una muestra física individual. Esta muestra estándarse guarda en la Oficina Internacional de Pesas yMedidas (BIMP) en Francia (1901) en el pabellónBreteuil, de Sévres.

Se han fabricado copias de la muestra original para suuso en otras naciones.

DEFINICIÓN DE “METRO” Originalmente se definió como la diezmillonésima parte de un meridiano

(distancia del Polo Norte al Ecuador). Esa distancia se registro en una barra de platino iridiado estándar. Actualmente esa barra se guarda en la Oficina Internacional de Pesas y medidas de Francia.

Se mantiene en una campana de vacío a 0°C y una atmósfera de Presión

DEFINICIÓN ACTUAL DE “METRO” (AÑO 1983)

El nuevo estándar de longitud del S.I. se definió como:

La longitud de la trayectoria que recorre una onda luminosaen el vacío durante un intervalo de tiempo igual a1 / 299 792 458 segundos.

El nuevo estándar de metro es más preciso, su definición se basa en unvalor estándar para la velocidad de la luz.

De acuerdo con la Teoría de Einstein , la velocidad de la luz es unaconstante fundamental cuyo valor más preciso es

2,99792458 x 10 8 m/s corresponde aproximadamente a:

300.000.000 m/s = 300.000 km/s

DEFINICIÓN DE “SEGUNDO”

La definición original de tiempo se basó en la idea del día solar,definido como el intervalo de tiempo transcurrido entre dosapariciones sucesivas del sol sobre un determinado meridiano de latierra.

Un segundo era 1 / 86 400 del día solar medio

DEFINICIÓN ACTUAL DE “SEGUNDO” (AÑO 1976)El nuevo estándar de tiempo del S.I. se definió como:

el tiempo necesario para que el átomo de Cesio 133 vibre 9 192 631 770 veces (periodos de la radiación correspondiente a la transición entre

dos niveles hiperfinos)

Los mejores relojes de cesio son tan precisos que no se adelantan ni se atrasan más de 1 segundo en 300 000 años

OTRAS DEFINICIONES Unidad de temperatura: Kelvin, es la fracción 1 / 273, 16 de la temperatura

termodinámica del punto triple del agua

Unidad de intensidad luminosa: candela, es la intensidad luminosa en unadirección dada, de una fuente que emite una radiación monocromática defrecuencia 540 x 1012 hertz

Unidad de corriente eléctrica: Ampere, es la intensidad de una corrienteconstante que mantenida en dos conductores paralelos, rectilíneos, de longitudinfinita, de sección circular despreciable y colocados a distancia de un metro eluno del otro en el vacío , produce entre estos conductores una fuerzadeterminada por metro de longitud.

II. MAGNITUDES DERIVADAS Es posible medir muchas magnitudes además de las siete fundamentales,

tales como: presión, volumen, velocidad, fuerza, etc.

El producto o cociente de dos o más magnitudes fundamentales da comoresultado una magnitud derivada que se mide en unidades derivadas.

Magnitud unidad básica Símbolo de la unidad

Área metro cuadrado m2

Volumen metro cúbico m3

Frecuencia Hertz 1 / s = Hz

Densidad de masa kilogramo por metro cúbico

kg / m3

Velocidad metro por segundo m / s

Velocidad angular radián por segundo rad / s

Aceleración metro por segundo cuadrado

m / s2

II. MAGNITUDES DERIVADAS Magnitud unidad básica Símbolo de la

unidad

Fuerza Newton kg m /s2 = N

Presión Pascal N / m2 = Pa

Trabajo y energía Joule N m = J

Potencia Watt J/s = W

Carga eléctrica Coulomb A s = C

Resistencia eléctrica

Ohm Ω

luminosidadCandela por metro

cuadradocd / m2

III. MAGNITUDES COMPLEMENTARIAS

Magnitud Unidad de medida

Símbolo de la unidad

Ángulo plano Radián rad

Ángulo sólido Estereoradián sr

Son de naturaleza geométrica

Se usan para medir ángulos

EN RESUMEN

Las unidades del S.I. no se han incorporado en forma total en muchasaplicaciones industriales sobre todo en el caso de aplicaciones mecánicas ytérmicas, debido a que las conversiones a gran escala son costosas.

Por este motivo la conversión total al S.I. tardará aún mucho tiempo.Mientras tanto se seguirán usando viejas unidades para la medición decantidades físicas

Algunas de ellas son: pie (ft), slug (slug), libra (lb), pulgada (in), yarda (yd),milla (mi), etc.

El S.I. adopta sólo una unidad de medida para cada magnitud física.Se compone de:

M. Fundamentales: son 7, no se derivan de otra. M. Derivadas: corresponden al producto o cociente de sí misma de

dos o más magnitudes fundamentales. M. Complementarias: se usan para medir ángulos.

MÚLTIPLOS Y SUBMÚLTIPLOS Otra ventaja del sistema métrico S.I. sobre otros sistemas de unidades es

que usa prefijos para indicar los múltiplos de la unidad básica. Prefijos de los múltiplos: se les asignan letras que provienen del griego. Prefijos de los submúltiplos: se les asignan letras que provienen del latín.

Prefijo Símbolo Factor de multiplicaciónDeca Da 1010 101

Hecto h 100 102

Kilo k 1 000 103

Mega M 1 000 000 106

Giga G 1 000 000 000 109

Tera T 1 000 000 000 000 1012

Peta P 1 000 000 000 000 000 1015

Exa E 1 000 000 000 000 000 000 1018

Múltiplos (letras Griegas)

SUBMÚLTIPLOS (LATÍN)

Prefijo Símbolo Factor de multiplicación

Deci d 1 / 10 10 -1

Centi c 1 / 100 10 -2

Mili m 1 / 1 000 10 -3

Micro µ 1 / 1 000 000 10 -6

Nano n 1 / 1 000 000 000 10 -9

Pico p 1 / 1 000 000 000 000 10 -12

Femto f 1 / 1 000 000 000 000 00 10 -15

atto a 1 / 1 000 000 000 000 000 000 10 -18

EJEMPLOS 45 kilómetros = 45 x 1000 metros

= 45 000 m640 µA = 640 x 1 = 0,00064 A

1 000 000

357,29 milimetros = 357,29 x 1 = 0,357 m1 000

EQUIVALENCIAS MÁS COMUNES De Longitud:

1 metro (m) = 100 centímetros (cm)1 centímetro (cm) = 10 milímetros (mm) 1 metro (m) = 1 000 milímetros (mm)1 kilómetro (km) = 1 000 metros (m)1 kilómetro (km) = 1 000 000 milímetros (mm)

OTRAS EQUIVALENCIAS

1 pulgada (in) < > 25,4 milímetros (mm)

1 pie (ft) < > 0,3048 metros (m)

1 yarda (yd) < > 0,914 metros (m)

1 milla (mi) < > 1,61 kilómetros

1 metro (m) < > 39,37 pulgadas (in)

1 femtómetro (fm) < > 10 –15 metros (m)

EQUIVALENCIAS DE MASA 1 kilogramo (kg) < > 1 000 gramos (g)

1 tonelada (ton) < > 1000 kilogramos (kg)

1 slug < > 14,6 kilogramos(kg)

EQUIVALENCIAS DE TIEMPO

1 año < > 365,25 días 1 día < > 24 horas (h) 1 hora (h) < > 60 minutos (min) 1 minuto (min) < > 60 segundos (s) 1 hora (h) < > 3 600 segundos (s) 1 día < > 86 400 segundos (s) 1 año < > 31 557 600 segundos (s)

EQUIVALENCIAS DE ÁREAÁREA = LARGO X ANCHO = LONGITUD X LONGITUD

1 metro cuadrado (m2) < > 10 000 centímetros2 (cm2)

EQUIVALENCIAS DE VOLUMENVOLUMEN = LARGO X ANCHO X ALTO = LONG X LONG X LONG

1 metro cúbico (m3) < > 1 000 000 cm3

1 litro (l) < > 1000 cm3

1 metro cúbico (m3) < > 1 000 litros (l)

DimensiónAsociada con cada magnitud medida o calculada hay una dimensión y lasunidades en que se expresan estas magnitudes no afectan las dimensiones delas mismas.

Por ejemplo un área sigue siendo un área así se exprese en m2 o en pies2.

Toda ecuación debe ser dimensionalmente compatible, esto es, lasdimensiones a ambos lados deben ser las mismas.

En función de las dimensiones de las fundamentales seexpresan las dimensiones de las magnitudes derivadas

EcuaciónDimensional

Nos permite expresar la relación que existe entre unamagnitud derivada y fundamental.Las expresiones dimensionales (se expresan entre [ ] ) delas magnitudes fundamentales son:

[longitud] = L, [Masa] = M , [Tiempo] = T

[v] = LT-1, [a] = LT-2, [F] = MLT-2

[W] = ML2T-2, [E] = ML2T-2, [P] = ML2T-3

Propiedades de las ecuaciones dimensionales• L L = L, LT-1 LT-1 = LT-1

• Si a es un numero o constante, entonces [a] = 1, lo cual expresaque a no tiene dimensiones

• Si F(y) es una función trigonométrica entonces

[ F(y)] =1 y, además [y] = 1

• Si a es una constante, entonces [ax ] = 1 y,además [x]=1

G = A + BCX [G] = [A] + [B][C]X

Ejemplo 22

2ρ tAt Bh CR

Donde: [h] = m; [t] = s, [R] = m; = kg/m3

23ρ kgA s

m 3 2

3 2

kgA ML Tm s

2 23ρ kgB m

m 2

5

kgBm

1

2 512 2

52

kgB M Lm

1 1

2 2 1 1 12 2kg mC M L Ts

TAREA(NO ENTREGAR)

• Alfabeto griego (Mayúsculas, minúsculas, nombre)• Buscar la NOM-008 (unidades y magnitudes) • Identificar cuales son las unidades que usamos en el

curso (tablas)• ¿Para qué sirve? ¿Quiénes la usan?• Definición y características de un vector• Ley de Senos y Ley de Cosenos

PARA REFLEXIONAR

Hacer preguntas es prueba de que se piensa R. Tagore

Lo que oyes lo olvidas, lo que ves lo recuerdas, lo que haces lo aprendes.

Proverbio chino

El que no se equivoca nunca es porque nunca hace nada.Mahoma

Magnitudes Físicas

por su naturaleza

Escalares

Vectoriales