Universidad Nacional Autónoma de México Departamento de Física Experimental. Masa, Fuerza y Peso. M del Carmen Maldonado Susano

Transcripción

1 Universidad Nacional Autónoma de México Departamento de Física Experimental Masa, Fuerza y Peso

2 Objetivos El alumno se familiarizará con los conceptos de masa, fuerza, peso específico, densidad y volumen específico.

3 Masa Es la cantidad de materia que posee un cuerpo. Su unidad en el SI es el kilogramo.

4 Masa La masa de un cuerpo es una magnitud escalar.

5 Fuerza Es la causa que provoca un cambio del estado de movimiento de un cuerpo, proviene de la interacción entre los cuerpos.

6 Fuerza Es la acción de un cuerpo para modificar el estado de reposo o movimiento rectilíneo de un cuerpo.

7 Fuerza La acción puede ser ejercida por contacto directo o a distancia. La Fuerza es una magnitud vectorial es decir, tiene magnitud, dirección y sentido.

8 Clasificación de Fuerza Fuerza De contacto o de superficie De Campo o a distancia

9 Tipos de Fuerza Magnética Eléctrica Gravitatoria Nuclear

10 Fuerza F m* a F : Fuerza (N) m: masa (kg) a : aceleración (m/s 2 )

11 Densidad La densidad de un material homogéneo se define como la masa contenida en la unidad de volumen.

12 Densidad Algebraicamente se puede expresar como: m V : densidad (kg/m 3 ) m: masa (kg) V : volumen (m 3 )

13 Sustancia Densidad (Kg/ m 3 ) Agua 1000 Agua de mar 1030 Aire 1.29 Alcohol etílico 806 Hielo 917 Mercurio 13600

14 Densidad relativa La densidad relativa de una sustancia es la razón de su densidad a la del agua. Es una cantidad adimensional; es decir, sin unidades y de valor igual en cualquier sistema de unidades.

15 Densidad relativa Matemáticamente: sustancia agua sustancia : densidad sustancia (kg/m 3 ) agua : densidad del agua (kg/m 3 )

16 Volumen Específico Es el recíproco de la densidad.

17 Volumen Específico 1/ : densidad (kg/m 3 )

18 Volumen Específico V m v : volumen específico (m 3 /kg) V : volumen (m 3 ) m: masa (kg)

19 Peso El peso se refiere siempre a una fuerza. Es decir, es la fuerza con que el cuerpo es atraído hacia el centro de la tierra.

20 Peso W m* g m: masa (kg) g : aceleración de la gravedad (m/s 2 ) W : peso (N)

21 Peso Específico El peso específico de una sustancia es la fuerza con que la tierra atrae a la unidad de volumen de dicha sustancia.

22 Peso Específico Algebraicamente se puede expresar como: W V W: peso (N) V : volumen (m 3 )

23 Peso Específico m* g V m V m *V

24 Peso Específico m *V * g : densidad (Kg/m 3 ) g : gravedad (m/s 2 )

25 Propiedades Termodinámicas

26 Propiedades Energía termodinámicas cinética Propiedades termodinámicas Intensivas Extensivas

27 Propiedad Energía cinética Intensiva Es aquella propiedad que no depende de la masa. Ejemplo: temperatura

28 Energía Densidad cinética Propiedad Intensiva

29 Temperatura Energía cinética Propiedad Intensiva

30 Propiedad Energía cinética Extensiva Es aquella propiedad que si depende de la masa. Ejemplo: peso, volumen

31 Energía Peso cinética Propiedad Extensiva W m* g

32 Energía Volumen cinética Propiedad Extensiva V A* h

33 Fases de la materia

34 Fases de la materia Sólida Fases Líquida Gaseosa

35 Fases Energía del cinética agua Sólido : hielo Líquido : agua Gas : vapor

36 Mezclas

37 Clasificación de Mezcla Mezclas Homogéneas Heterogéneas

38 Mezcla Homogénea Una mezcla homogénea es un tipo de mezcla en la cual no se distinguen sus componentes, la composición es uniforme y cada parte de la solución posee las mismas propiedades.

39 Mezcla Heterogénea Una mezcla heterogénea es un tipo de mezcla en la cual es posible observar los componentes, ya que existen una o dos fases más.

40 Sustancias isotrópicas Las sustancias isotrópicas presentan siempre el mismo comportamiento independientemente de la dirección, mientras que en las anisotrópicas las propiedades varían con la dirección.

41 Volúmenes

42 Volumen Energía de cinética una esfera V 4 r 3 3

43 Volumen Energía de cinética un cilindro V r 2 * h

44 Volumen Energía de cinética un elipse r y V A* h r x A * r * r x y

45 Ejercicios

46 Volumen Energía de cinética una esfera Si el diámetro de la esfera es de 300 cm. V 4 r 3 3 Volumen de una esfera =(4/3) * * (0.15) 3 =

47 Volumen Energía de cinética una esfera Si el diámetro de la esfera es de 300 cm. Radio = diámetro /2 V 4 r 3 3 Volumen de una esfera V=(4/3) * * (0.150) 3 V = m 3

48 Volumen Energía de cinética un cilindro Si el diámetro es de 60 cm y tiene una altura de 15 m. V r 2 * h

49 Volumen Energía de cinética un cilindro Si el diámetro es de 60 cm y tiene una altura de 1.5 m. radio = diámetro /2 = 60/2 = 30 cm V r 2 * h Volumen de un cilindro V= * (0.30 m) 2 *10 m V = m 3

50 Volumen Energía de cinética un elipse Si el radio de rx= es de 90 cm y ry=30 cm y tiene una altura de 1500 cm. r y V A* h r x A * r * r x y Volumen de un elipse V= * (0.30 m)*0.90 m * 3 m V = m 3

51 Volumen Energía de cinética un elipse Si el radio de rx= es de 90 cm y ry=30 cm y tiene una altura de 150 cm. r y V A* h r x A * r * r x y Volumen de un elipse V= * (0.90 m)*0.30 m * 1.5 m V = m 3

52 Volumen Energía de un cinética hexágono Si la apotema mide altura de 300 cm. 50 cm y una V A* h Volumen de un elipse V= * (0.30 m)*0.90 m * 3 m V = m 3

53 Ejercicio 1

54 Calibrador con vernier

55 Calibrador Vernier Calibrador con vernier Rango : Resolución : Legibilidad :

56 Calibrador Energía cinética Vernier

57 Calibrador Vernier

58 Calibrador Vernier

59 Calibrador Vernier

60 Calibrador Vernier

61 Calibrador Vernier

62 Energía Ejercicio cinética 1 Cada brigada mida el diámetro de una moneda de 10 pesos.

63 Ejercicio No.1 Brigada No Diámetro moneda 10 pesos (cm)

64 Ejercicio 2

65 Complete la siguiente tabla

66 Complete la siguiente tabla

67 Ejercicio 3

68 Ejercicio 3 En el laboratorio de Física Experimental, se realizaron las siguientes mediciones.

69 Ejercicio 3 Diámetro = 2 cm Masa = g 1.2 cm 5 cm Masa = 35 g

70 Ejercicio 3 Obtenga: Masa (kg) Volumen (m3) Densidad (kg/m3) Densidad relativa (1) peso (N) Peso específico (N/m3) volumen específico (m3/kg)

71 Ejercicio 3 Lado = 5 m Densidad =? Volumen específico=? Peso específico =? Masa = 5000 g Masa = 2000 g Volumen = ml Densidad =? Volumen específico=? Peso específico =?

72 Ejercicio 3 Obtenga: Masa (kg) Volumen (m3) Densidad (kg/m3) Densidad relativa (1) peso (N) Peso específico (N/m3) volumen específico (m3/kg)

73 Ejercicio 4

74 Obtenga de la siguiente tabla lo siguiente: a) Modelo Gráfico b) Modelo Matemático c) Significado físico de la pendiente d) Densidad y Densidad relativa e) Peso específico f) Volumen específico Masa (gramos) Volumen ( ml)

75 Masa (gramos) Volumen ( ml)

76 Masa Volumen (kg) (m3) pendiente ordenada

77 Significado físico de la pendiente

78 La pendiente es la densidad

79 Ejercicio 5 Calcular la densidad de un material, si la muestra de un trozo de masa es de 80 kg y su volumen es de 20 cm 3.

80 Ejercicio 6 El peso de un trozo de metal es de 100 N, en un lugar donde la aceleración local de la gravedad es de 9.60 m/s 2. a) Obtenga la masa del metal b) Cuál sería el peso del metal sobre la superficie de la luna?, donde aceleración local de la gravedad es de 1.67 m/s 2.

81 Ejercicio 7 En una planta de pinturas existe un tanque cilíndrico de 10 metros de altura y 3 m de diámetro, en donde se vierten pinturas de diferentes colores para hacer un color determinado. Obtenga: A) Volumen del tanque B) Densidad C) Masa de la pintura contenida en el tanque completamente lleno Donde: Peso específico es N/m 3 Gravedad es 9.78 m/s 2

82 Ejercicio 8 Llene la siguiente Tabla con unidades del Sistema Internacional. Cantidad física Unidad (SI) Dimensión Masa Velocidad Aceleración Volumen Densidad Densidad relativa Volumen específico Peso Peso específico

83 Conversiones 1 litro = 1 dm 3 En 1 m 3 caben 1000 litros 1 litro = 1000 ml

84 Bibliografía Apuntes de Física Experimental Gabriel Jaramillo Morales FI-UNAM Física Universitaria Sears-Zemansky Ejercicios tomados de los exámenes colegiados del Departamento de Física-DCB-FI-UNAM