UNIDAD 1: FÍSICA, MEDIDAS Y VECTORES PDF

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Esta es la tarea de la unidad I, de la asignatura Física Básica...

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Física Básica

TAREA.1

PRIMERA PARTE: Ver todos los videos, diapositivas y simulaciones del capítulo y haga una descripción de cada uno de ellos en varias líneas… Notación Científica: Este video nos dice que la notación científica quiere decir que escribimos en un digito diferente de 0, después el punto decimal y los demás números, luego x10 a una potencia que tengamos que expresar dependiendo del número de lugares que ya hemos movido. Convertir un decimal a notación científica y viceversa: Este video nos explica como convertir decimal a notación científica para ello, primero debemos mover el punto decimal a un número ente 1 y 10, después aplicamos una multiplicación por la potencia de 10, para encontrar el exponente sólo contamos el número de lugares que recorrimos el punto decimal. Ese número es el exponente de la potencia de 10. Redondeo y cifras significativas: Para redondear cifras significativas primero debemos mirar la cifra que vamos a descartar si la cifra es mayor que 5 la cantidad que vallamos a redondear aumenta en 1, de lo contrario si la cifra a descartar es menor, esta se mantiene, ósea no aumenta. Notación científica multiplicación y división: Para multiplicar o dividir números en notación científica primero tenemos que expresar las cantidades en notación científica. En la multiplicación primero multiplicamos los números que no son potencia de 10, luego multiplicamos las potencias de 10 sumando los exponentes. En la división primero se dividen los números que no son potencias de 10, luego dividimos las potencias de 10 restando los exponentes. Suma y resta en notación científica: Se distinguen dos casos en la suma de notación científica, si las dos cantidades tienen la misma potencia de 10, en este caso lo que haremos es sumar los coeficientes y dejar la misma potencia en 10, en el caso de la resta se hace el mismo procedimiento, pero restando los coeficientes. Si las cantidades tienen distinta potencia de 10, buscamos la potencia de base 10 con mayor exponente, luego escribimos las dos cantidades con la misma potencia de 10, para ello será necesario multiplicar y dividir por potencias de base 10, luego que tenemos todos los números con la misma potencia de base 10, sumamos o restamos los números que están delante de las potencias de base 10. Introducción a los vectores: Esté video es una introducción a los vectores, ósea, ver en concreto que es un vector fijo, conocer su definición y los elementos que lo componen. Los componentes de un vector son: El punto de aplicación, el módulo, la dirección y el sentido. Como hacer despeje de ecuaciones: El primer paso cuando queremos despejar la variable es eliminar cualquier factor que este multiplicando o dividiendo a todo miembro de la variable. El segundo paso es, eliminar cualquier termino que este sumando o restando. El tercer paso es eliminar cualquier factor que acompaña a la variable, por último, eliminamos la potencia en la variable. SEGUNDA PARTE:

“Introducción a los vectores” Introducción: Primeros pasos: Objetivo: conocer las variables que forman a un vector y hallar resultante de dos vectores Trate de jugar con la simulación por varios minutos, puede mover un vector de la cubeta y llevarlo al escenario. Si le da un clic al vector aparecerán sus valores |R|, θ, Rx, Ry. Preguntas: Antes de comenzar estas preguntas en pantalla de componentes, haga clic en el círculo al lado de "Estilo 2" y marque la casilla junto a "Mostrar cuadrícula". Estos ajustes no van a cambiar para el resto de la actividad. Conteste todas las preguntas con oraciones completas. Ante empezar elija Borrar todo y seguir los siguientes pasos: 1. Arrastre un vector en la red. a. ¿Qué representan Rx? Representa las coordenadas del eje X b. ¿Qué representan Ry? Representa las coordenadas del eje Y c. ¿Qué Θ representa? El ángulo que se forma entre el eje (X) y el eje (Y). d. ¿Qué | R | representan? El vector 2. ¿Por qué el vector tiene una punta de flecha? Debido a que es una magnitud vectorial y, además del número y la unidad, se requiere conocer la dirección, el sentido que tiene y el punto donde se aplica. ¿Qué es lo que indican la punta de flecha? Esta indica hacia qué lado de la línea de acción (dirección) se dirige el vector, o sea, el sentido del vector. 3. Reformar su primer vector para que sea totalmente horizontal. Mover ese vector a (0,0). ¿Cuál es el valor de Rx? = 40 Ry? = 0 Θ? = 0 | R |? = 40.0 ¿Estos valores tienen sentido? Si 4. Arrastre otro vector en la red. Cambiar la forma de que lo que es completamente vertical. Mover el vector para que la cola de la flecha esté en contacto con la punta del vector que aparezca en pantalla. ¿Para este nuevo vector, lo que es el valor de Rx? = 0 Ry? = 40 Θ? = 90 | R |? = 40.0 ¿Estos valores tienen sentido? Si 5. ¿Qué ha comenzado a crear? Un cuadrado

Dibuja lo que ves en la pantalla a escala en su propio papel.

6. Haga clic en la "Suma" botón. Un nuevo vector aparece en la pantalla. Arrastre de modo que la cola del vector en (0,0). ¿Cuál es el valor de Rx? 40 Ry? 40 Θ? 45 | R |? 56.6 ¿Estos valores tienen sentido? Si, tienen sentido.

7. Dibujar el nuevo vector a escala en el cuadro que dibujó para el # 5. ¿Cómo cree que el valor de | R | se determinó? Calcular por su cuenta para verificar el resultado de la computadora. ¡Muestra todo tu trabajo!

√RX2 + RY2 √02 + 402 =40

8. ¿El método que utiliza el trabajo para todos los triángulos? Si no, ¿qué tipos especiales de triángulos funciona este método de? Triangulo rectángulo. 9. Arrastre todos los vectores de la basura. Crear un nuevo vector que empieza en (0,0) y no es completamente horizontal o vertical por completo. ¿Cuáles son los valores de Rx? =31 Ry?=26 Θ? = 40 | R |? = 40.5 ¿Estos valores tienen sentido? Si, tienen sentido. 10. ¿Qué tipo de triángulo se hace? Un triángulo rectángulo. Dibuja lo que ves en la pantalla del ordenador en su propia página A ESCALA. Usando el valor de |R| y Ry, ¿cómo calcular Rx? Verificar el valor de Rx, calculando que por su propia cuenta. ¡Muestra todo tu trabajo!

Parte II: Simulación Suma vectorial: Herramientas Matemáticas suma de vectores

46 2

Coloque dos vectores en el área de trabajo. Cambiar su dirección y la magnitud que arrastra a los jefes de las flechas que representan a cada vector. Pulsa aquí para ver la Resultado (suma) de los dos vectores. Puede hacer clic mostrar las componentes X e Y. Haga clic en un vector y rellenar las casillas: Haga clic en otro vector y rellenar las casillas:

Rx= 24

Ry=25

Θ= 46.2

en los estilos para

| R |=34.7

Haga clic en el vector Resultado y llenar: 25.5

Rx= 5

78.7

Ry= 25

5

Θ= 78.7

25

| R |= 25.5

| R | = Magnitud del vector (M), θ = ángulo del vector, Rx = componente X ; Ry = componente Y Repito: Vectores 1 y 2 el vector Resultante. Valor resultante: Rx= 29

57.8

Ry= 50

59.9

Θ= 59.9

29

| R |= 57.8

50

TERCERA PARTE: Unidades de medidas fundamentales. a) Investigar los que son sistemas unidades, (S.I.), (C.G.S.), INGLES. El Sistema Cegesimal de Unidades, también llamado sistema CGS o sistema Gaussiano, es un sistema de unidades basado en el centímetro, el gramo y el segundo. Su nombre es el acrónimo de estas tres unidades. Fue propuesto por Gauss en 1832, e implantado por la Asociación Británica para el Avance de la Ciencia (BAAS, ahora BA) en 1874 incluyendo las reglas de formación de un sistema formado por unidades básicas y unidades derivadas.1 El sistema CGS ha sido casi totalmente reemplazado por el Sistema Internacional de Unidades (SI). Sin embargo, aún perdura su utilización en algunos campos científicos y técnicos muy concretos, con resultados ventajosos en algunos contextos. Así, muchas de

las fórmulas del electromagnetismo presentan una forma más sencilla cuando se las expresa en unidades CGS, resultando más simple la expansión de los términos en v/c. b) Patrones de medidas y menciona las principales. Al patrón de medida también se le denomina unidad de medida. El patrón de medida es una medida convencional, es decir, una medida que se establece conforme a un convenio o acuerdo, para poder establecer un sistema de medición que pueda ser de aplicación generalizada y con validez en cualquier parte (a diferencia de los sistemas de medida locales en los que no hay un patrón de medida o estándar). Principales patrones de medidas: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Segundo Metro Amperio Mol Kilogramo Kelvin Candela

(tiempo) (longitud) (intensidad de corriente eléctrica) (cantidad de sustancia) (masa) (temperatura) (intensidad luminosa)

c) Que son unidades Básica y Derivadas de ejemplos. El Sistema Internacional de Unidades consta de siete unidades básicas. Son las unidades utilizadas para expresar las magnitudes físicas definidas como básicas, a partir de las cuales se definen las demás, estas unidades básicas del SI y sus magnitudes físicas son: el metro para la longitud, el kilogramo para la masa, el segundo para el tiempo, el amperio para la intensidad de corriente eléctrica, el kelvin para la temperatura, la candela para la intensidad luminosa y el mol para la cantidad de sustancia. Unidades derivadas: Con esta denominación se hace referencia a las unidades utilizadas para expresar magnitudes físicas que son resultado de combinar magnitudes físicas tomadas como básicas. Ejemplos de unidades derivadas:

  

Unidad de volumen o metro cúbico, resultado de combinar tres veces la longitud, una de las magnitudes básicas. Unidad de densidad o cantidad de masa por unidad de volumen, resultado de combinar la masa (magnitud básica) con el volumen (magnitud derivada). Se expresa en kilogramos por metro cúbico y no tiene nombre especial. Unidad de fuerza, magnitud que se define a partir de la segunda ley de Newton (fuerza=masa × aceleración). La masa es una de las magnitudes básicas pero la aceleración es derivada. Por tanto, la unidad resultante (kg • m • s-2) es derivada. Esta unidad derivada tiene nombre especial, newton.2





Unidad de energía, que por definición es la energía necesaria para mover un objeto una distancia de un metro aplicándosele una fuerza de 1 Newton, es decir fuerza por distancia. Su nombre es el julio (unidad) (joule en inglés) y su símbolo es J. Por tanto, J= N*m. En cualquier caso, siempre es posible establecer una relación entre las unidades derivadas y las básicas mediante las correspondientes ecuaciones dimensionales.

CUARTA PARTE: Masa, volumen y densidad. I - OBJETIVO GENERAL a) Medir masa. Utilizar adecuadamente la balanza. b) Medir volúmenes correctamente. c) Desarrollar destrezas para determinar densidades. d) Aplicar los conceptos teóricos sobre la densidad. II - INTRODUCCION TEORICA: La densidad es una propiedad inherente de cada sustancia y es muy útil en su identificación. La densidad es la relación de la masa de una sustancia al volumen ocupado por esa masa, y está dada por la ecuación: DENSIDAD = masa /volumen = D=m /V Las unidades más usuales en el laboratorio son = gr/mL = gr/cm3 cm g = Kg /L Para calcular la densidad de un sólido irregular se requiere determinar el volumen de este y su respectivo valor de masa. El valor de la densidad está influenciado por varios factores entre los cuales se pueden mencionar: Naturaleza de la sustancia. Temperatura (líquidos y gases) Presión (gases) MEDICION DE VOLUMENES. Para la determinación de volúmenes de líquidos se utilizan los siguientes instrumentos: Nº Instrumento de medición de Volumen 1. Bureta 2. Pipetas volumétricas 3. Pipetas graduadas 4. Probetas graduadas Los instrumentos más exactos son los volumétricos y la bureta; los pocos exactos son la pipeta graduada y la probeta; Lo anterior es relativo y dependerá de la calidad de la medida requerida. MEDICION DE MASAS. En principio, la masa de un cuerpo sólido, líquido o gaseoso se mide comparando la masa de ese cuerpo con la masa de un cuerpo patrón. Siendo que la aceleración gravitacional actúa por igual en ambos cuerpos, el resultado neto es comparación de sus masas. En el Sistema Internacional este patrón es el Kilogramo. Sin embargo, es para medir masas de sólidos y líquidos donde se utiliza la balanza. Para el propósito del análisis químico se utiliza la balanza electrónica, la cual normalmente puede determinar masas hasta la diezmilésima de gramo. Para medir la masa de un sólido o líquido normalmente se usa un portaobjeto que puede ser un vidrio de reloj, beaker, probeta, etc., al cual se le determina su masa primero y luego se le resta el valor de la masa total Trabaje con la siguiente simulación Simulaciones Phet traducidas al Español. Seleccionar iniciar a hora Parte B: Calcular la densidad de los siguientes bloques.

1. Seleccionar la opción (mismo volumen) Ver figura 2. Medir el volumen inicial contenido en el recipiente con agua y anotar el valor en la tabla de datos. 3. Colocar el bloque de color amarillo dentro del recipiente con agua y medir su volumen final. 4. Repetir el mismo procedimiento para los demás bloques y completar la tabla de datos. 5. Calcular la densidad de cada uno de los bloques. Bloque Masa(kg) Volumen(Lt) Densidad(Kg/Lt) azul 6.00 (kg) 5 (Lt) 1.2 (kg/Lt) amarillo 8.00 (kg) 5 (Lt) 1.6 (kg/Lt) verde 4.00 (kg) 4 (Lt) 1 (kg/Lt) Rojo 2.00 (kg) 2 (Lt) 1 (kg/Lt) Bloque Masa (Kg) Volumen (Lt) Densidad (kg/Lt) Azul Amarillo Verde Rojo a) ¿Que volumen del cuerpo color rojo quedaría fuera del agua? 3 (Lt) b) ¿Que volumen del cuerpo color verde quedaría fuera del agua? 1 (Lt) c) Si el volumen es constante, ¿Cuál sería la relación entre la densidad y la masa? La densidad es directamente proporcional a la masa, si la masa aumenta la densidad también aumentara, por ello, ambas variables son directamente proporcionales.

Parte C: Calcular la densidad de los bloques desconocidos. Bloque Masa (Kg) Volumen (Lt) Densidad (kg/Lt) A B C D E Ordenar de menor a mayor densidad las muestras de los bloques desconocidos. Bloque Masa(kg) Volumen(Lt) Densidad(Kg/Lt) B 0.64 (Kg) 0.64 (Lt) 1 (kg/Lt) D 3.10 (kg) 3.10 (Lt) 1 (kg/Lt) C 4.08 (kg) 4.08 (Lt) 1 (kg/Lt) E 3.53 (kg) 1.0 (Lt) 3.53 (kg/Lt) A 65.14 (kg) 3.38 (Lt) 19.3 (kg/Lt)

a) Utilizar adecuadamente la balanza. b) Medir volúmenes correctamente. c) Desarrollar destrezas para determinar densidades. d) Aplicar los conceptos teóricos sobre la densidad....