La Física es la ciencia fundamental de la naturaleza

Transcripción

1 La Física es la ciencia fundamental de la naturaleza

2 Ciencia que se ocupa de los componentes fundamentales del Universo, de las interacciones entre ellos y de los efectos de estas interacciones las propiedades de sistemas más complejos: los cuerpos núcleos macroscópicos, los átomos atómicos en sus diferentes estados de agregación: sólidos, líquidos y gases.

3 Fenómenos Físicos Movimiento Mecánico y Movimiento, en su sentido más amplio, a nivel fundamental

4 Objetivo de la Física? cómo ocurren los fenómenos? cómo se relacionan unos con otros? Fenómeno Leyes Físicas Fenómeno Esencia Práctica, Experimentación

5 Base Conceptual Modelos Métodos teórico Métodos y experimental FÍSICA Universo Carácter Científico Físico Principios y Leyes

6 Predecir Diseñar FÍSICA Carácter Científico Comprender Aventurarnos a lo desconocido De lo que aprendemos con ella surgen nuevas Con realizaciones, las respuestas vamos a transformando las?, el mundo Surgen entonces nuevas?

7 Un poco de historia La humanidad tuvo, en un tiempo, miedo a la enfermedad del Sol, cuando éste desaparecía y dejaba a la Tierra a oscuras. Luego supimos del movimiento complejo de la Luna y los eclipses fueron de más fácil predicción que el tiempo que haría al día siguiente.

8 Antes de Galileo no existían anteojos astronómicos. Una vez que Galileo logró asociar adecuadamente dos lentes para construir un anteojo astronómico, con él descubrió que en torno a Júpiter giraban cuatro lunas, se diseñaron después más y mejores anteojos astronómicos. Con su ayuda se descubrieron nuevos cuerpos celestes, tales como los asteroides entre las órbitas de Júpiter y Marte.

9 Surgieron así nuevas interrogantes Cómo podrían explicarse los complejos movimientos de estas lunas y asteroides? Comenzó a desarrollarse la rama de la Física denominada Mecánica, dedicada al estudio de movimiento mecánico. Comenzando en el siglo XVIII se lograron avances en este estudio de cómo se mueven objetos sometidos a fuerzas complejas. El desarrollo de la Mecánica llevó a un diseño de las máquinas cada vez mejor.

10 Ingenierías Tecnología Física Química Ciencias Naturales Astronomía Geología... Biología

11 Lenguaje de la Física Lenguaje propiamente dicho y la Matemática Herramientas de la Física Sus La El ojos, herramienta lenguaje sus oídosnormal y sus clave manos y del son asimismo los primeros instrumentos físico matemático es su para mente. recoger información de los fenómenos del universo Para ayudar a sus sentidos y producir las circunstancias especiales que precisa estudiar, el físico debe utilizar muchas otras herramientas, instrumentos, máquinas e ingenios.

12 Con La Tanto mayoría su si vaestudio adeproseguir los estudian tendrás este los la No obstante, la Física se oportunidad fundamentos estudio de la Física de satisfacer la como física si noesa no, lo halla bajo titulares, tras los curiosidad hacen hallarápara enrespecto llegar la historia a al sermundo, físicos, de la nuevos problemas que todo ese por Naturaleza maravilloso ejemplo, como lossentimiento que les ocurre estudian dea hombre debe afrontar. la en los carreras necesidad físicos, muchas técnicas de saber, cuestiones o los que puede se quededican le constituir ayudarán al estudio una a comprender profunda otras satisfacción ciencias. el mundo durante variable toda en una que vida. vivimos.

13 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, temperatura, masa, resistividad, velocidad, densidad, fuerza tiempo Intensidad de campo de campo magnético, eléctrico, etc.

14 Muchas de estas palabras son parte de nuestro vocabulario cotidiano, por ejemplo: La fuerza del cariño es el título de una película norteamericana. Podría escucharse: Podría recorrer cualquier distancia (longitud) para ayudarte, mientras no emplees la fuerza para obligarme a hacerlo. Sin embargo, en física no debemos engañarnos con los significados cotidianos de estas palabras. Las definiciones científicas precisas de longitud y fuerza no tienen comúnmente conexión alguna con los significados cotidianos de estas palabras.

15 Magnitud Es todo aquello que puede ser medido Medición Medir Conjunto Es comparar de actos una magnitud experimentales dada con el otra fin de su determinar misma especie, una cantidad la cual se de asume magnitud como unidad física o patrón. Pero cuando tratamos de asignar una unidad a un valor de la magnitud surge entonces la dificultad de establecer un patrón

16 Por fortuna, no es necesario concordar sobre patrones para cada magnitud física. Ciertas cantidades de magnitudes elementales pueden ser más fáciles de establecer como patrones, y las cantidades de magnitudes más complejas pueden a menudo expresarse en función de las unidades elementales. El problema básico es, por lo tanto, elegir el número más pequeño posible de magnitudes físicas como fundamentales y estar de acuerdo con lo patrones para su medición. Estos patrones deben ser tanto accesibles como invariables.

17 Magnitudes físicas por su origen Fundamentales Derivadas

18 Magnitudes fundamentales Sirven de base para establecer el sistema de unidades. Magnitudes derivadas Se dan a través de relaciones entre las fundamentales.

19 Sistema Internacional de unidades Magnitud Unidad Símbolo Longitud metro m Masa kilogramo kg Tiempo segundo s Intensidad de corriente Eléctrica Ampere Temperatura Kelvin K A Intensidad luminosa Cantidad de sustancia candela mol Cd mol

20 Prefijos del Sistema Internacional (SI) Factor Prefijo Símbolo exa E peta P 10 1 tera T 10 9 giga G 10 6 mega M 10 3 kilo k 10 hecto h 10 1 deca d Factor Prefijo Símbolo 10-1 deci d 10 - centi c 10-3 mili m 10-6 micro 10-9 nano n 10-1 pico p femto f atto a

21 El uso del SI es obligatorio en todos los países, reportando enormes ventajas al comercio, la tecnología y la ciencia. No obstante la utilización de otros sistemas subsiste en algunos países. Por ejemplo el Sistema Inglés Longitud pulgada ( ) Fuerza libra (lb) 1 =,54 cm 1lb = 4,448 N

22 Dimensión Asociada con cada magnitud medida o calculada hay una dimensión y las unidades en que se expresan estas magnitudes no afectan las dimensiones de las mismas. Por Todaejemplo ecuación undebe áreaser sigue dimensionalmente siendo un área así compatible, se expreseesto en m es, o enlas pies dimensiones. a ambos lados deben ser las mismas.

23 Ecuación dimensional Nos permite expresar la relación que existe entre una magnitud derivada y fundamental. en Las [v] función = expresiones LT -1, de [a] las = LT dimensiones dimensionales -, [F] = MLT de - (se las expresan fundamentales entre [ ] ) se de expresan las magnitudes [W] = ML las dimensiones T fundamentales -, [E] = ML de las magnitudes T -, [P] = ML son: derivadas T -3 [longitud] = L, [Masa] = M, [Tiempo] = T

24 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 expresa que 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 [a x ] = 1 y, además [x]=1 G = A + BC X [G] = [A] + [B][C] X

25 Ejemplo explicativo R t C Bh At ρ Donde: [h] = m; [t] = s, [R] = m; = kg/m 3 3 m kg s A ρ 3 3 T ML s m kg A 3 m kg m B ρ 5 m kg B L M m kg B T L M s m kg C

26 Magnitudes físicas por su naturaleza Escalares Vectoriales