fisica introduccion

1. Física I – Facultad de Ingeniería – Sede Trelew
Este material solo es un resumen a modo
de guía para el desarrollo de las clases y
como introducción para profundizar su
análisis con la bibliografía propuesta por
la cátedra (formato papel y digital).
SU ESTUDIO NO ES SUFICIENTE AL
MOMENTO DE RENDIR EL FINAL

2. Física I – Facultad de Ingeniería – Sede Trelew
Unidad 1:
Introducción
Resumen de
contenidos
1. La Física como ―ciencia experimental‖.
Metodología de investigación científica y
Modelos experimentales.
2. Importancia de la Física en la Ingeniería.
3. Medición. Patrones y unidades. Errores de
medición. Magnitudes (escalares y
vectoriales).
4. Al resolver problemas y ejercicios...
Searz: Módulo 1: Página 1 a 35
Serwey: Módulo 1: Página 2 a 18
Módulo 3: Página 53 a 70

3. 1 - La Física como ―ciencia experimental‖.
Metodología de investigación científica y
Modelos experimentales
Observación de fenómenos naturales para encontrar
patrones que los relaciones; surgen teorías
(falsedad) leyes y principios.
Las teorías no son definitivas y pueden tener
intervalos de validez o necesitar hipótesis
auxiliares
Metodología de investigación científica (Galileo):
Proceso dinámico de observar, preguntar(se),
experimentar, obtener resultados y concluir
¿Secuencia lógica?

4. Modelos idealizados
―Versión simplificada de un sistema físico
demasiado complejo como para analizarse con
todos sus pormenores‖.
Efectos menores vs características importantes
(con criterio).
La ley física ―predice‖ el futuro y es determinista.

5. 2 - Importancia de la Física en la Ingeniería
http://elimpulso.com/articulo/importancia-de-la-fisica-en-la-
vida-cotidiana-y-en-la-ingenieria Yira Rodríguez, 28/06/13
… la física es una ciencia que estudia la materia, la energía y sus
posibles interacciones.
… Los conocimientos generados … constituyen la base para el
desarrollo de la Ingeniería. … la física forma parte de nuestras
actividades cotidianas … y por ello es una aliada fundamental de
la Ingeniería.
… El solo hecho de observar un cuerpo tiene explicación en la
física.
… El que puedas cruzar a tiempo una calle sin ser arrollado podría
explicarse mediante la Cinemática y la Dinámica del movimiento

6. Relación de la Física con la Matemática
“Enseñar la física sin que los alumnos sean capaces de
solucionar problemas con el uso de las matemáticas
conduciría a dar a los alumnos una visión parcial e
incorrecta de la propia estructura de la Física y de lo
que en ella implican tanto la construcción de
conceptos, como la capacidad de los mismos y sus
relaciones para resolver problemas en esta
disciplina. Nuevamente, una mayor comprensión y
un mejor manejo de las matemáticas y de las
posibilidades lógicas, inferenciales y de
representaciones conceptuales y gráficas es
fundamental si se quiere lograr una comprensión de
los conceptos de la Física de la forma en la que se
propone en los criterios y currículo que se han
presentado‖. María Trigueros Gaisman

7. 3- Medición. Patrones y unidades. Errores
de medición. Magnitudes
• Acuerdo inicial (Francia - 1875).
• XIV reunión de la Conferencia General de Pesos y
Medidas (1971), se fijaron patrones (comparación
y validación). Patrones secundarios.
Magnitud: fenómeno capaz de ser medido y
expresado como una cantidad numérica
Medir: comparar cantidades de la misma magnitud.
Cantidades fundamentales (L, T, M, …) que permiten
definir las cantidades derivadas.

8. Un patrón debe ser
a) Invariable o inmutable.
b) Accesible (patrones secundario, terciarios, ...)
c) Preciso: el desarrollo tecnológico modifica los
patrones establecidos y la tasa de evolución.
d) Adoptado por convención.
Marco de referencia inercial
No son acelerados ni giratorios, dando las mismas
relaciones (leyes, no magnitudes) entre las
mediciones para todos los observadores.

9. Sistemas de unidades
Sistema Internacional (SI) o métrico
(Argentina, SIMELA, Ley 19511)
Técnico Inglés: pie, libra y segundo.
Sistema Gaussiano (o CGS).
http://www.bbc.com/mundo/noticias/2014/05/14052
3_ciencia_diez_errores_de_calculo_np
Coherencia Dimensional
En todos los términos de la ecuación. Condición
necesaria (no suficiente) para que una ecuación
sea correcta.
Magnitud Símbolo Dimensión Magnitud Símbolo Dimensión
Área A L2
Presión (F/A) p M/LT2
Volumen V L3
Densidad (M/V)  M/L3
Velocidad v L/T Energía E ML2
/T2
Aceleración a L/T2
Potencia (E/T) P ML2
/T3
Fuerza F LM/T2

10. Equivalencias y conversiones
• Una conversión consiste en expresar
una medida del mismo u otro sistema.
• Equivalencias y operar con factores
de conversión, por ejemplo:
• Cada término de una ecuación también debe estar
medida con la misma escala (Ej: 25 millas/h a m/s).
Relación Múltiplo Prefijo Abreviatura Relación Múltiplo Prefijo Abreviatura
1024
Iota Y 10-1
Deci d
1021
Zeta Z 10-2
Centi c
1018
Exa E 10-3
Mili m
1015
Peta P 10-6
Micro 
1012
Tera T 10-9
Nano n
109
Giga G 10-12
Pico p
106
Mega M 10-15
Femto f
103
Kilo k 10-18
Atto a
102
Hecto h 10-21
Zepto z
Múltiplos
101
Deca da
Submúltiplos
10-24
Yocto y

12. PRESICIÓN Y CIFRAS SIGNIFICATIVAS
Incertidumbre: indica la máxima diferencia probable
entre el valor medido y el real, lo que depende de la
técnica empleada.
Exactitud: qué tanto creemos que se acerca al valor
real, escribiendo el número, el símbolo ± y un
segundo número que indica la incertidumbre.
También podemos expresar la exactitud del error
fraccionario o porcentaje de error máximo probable.
Precisión: Cuanto detalle se da, cada vez más cifras
significativas. A mayor precisión menor
incertidumbre.

13. Cifras significativas
Es erróneo incluir demasiadas o muy pocas. Es un
dígito del número que representa una cantidad
siempre que no sea un cero inicial o final (si al
estar después de un punto decimal).
Reglas al operar:
contar a partir de la izquierda e ignorar los ceros
iniciales, conservando los dígitos hasta llegar al
primero dudoso (3 m = 0,003 km)

14. ESTIMACIÓN Y ÓRDENES DE MAGNITUD
Física clásica:
Subconjunto de la
física: partículas
―grandes‖ y ―lentas‖

15. TIPOS DE MAGNITUDES
Escalar: se especifica mediante un número y una
unidad (sólo tienen magnitud). Ej.: masa, longitud,
tiempo, densidad, energía, etc. Se usan las reglas
ordinarias del álgebra.
Vectorial: posee dirección, sentido y módulo
(magnitud a escala). Ej.: fuerza, velocidad,
aceleración, desplazamiento, gravedad, etc.. En
negritas o flecha sobre el símbolo. El módulo de A
se escribe IAI (valor absoluto) o A (cursiva). No
depende del sistema de referencia para su
representación.

16. COMPONENTES RECTANGULARES Y ÁNGULOS
El componente de un vector a lo largo de una línea
en el espacio es la longitud de la proyección del
vector sobre dicha línea. Los componentes de un
vector dependen del sistema de coordenadas.
Los componentes rectangulares son útiles para la
suma o resta de vectores. SI θ es el ángulo
conocido, resulta que:
Adyacente de un vector, Aad = A cos θ
Opuesto de un vector, Aop = A sen θ
El módulo A por el teorema de Pitágoras es:
A2 = (ΣAad2 + ΣAop2)

17. El ángulo θ es tg θ = ΣAop / ΣAad
SOHCAHTOA (sin, cos, tan)
Primer Cuadrante
EJE Y: Positivo
Eje X: Positivo
Segundo Cuadrante
EJE Y: Positivo
Eje X: Negativo
Tercer Cuadrante
EJE Y: Negativo
Eje X: Negativo
Cuarto Cuadrante
EJE Y: Negativo
Eje X: Positivo

18. OPERACIONES CON VECTORES
Suma y resta: obedece la ley comnutativa y
asociativa
Método gráfico y del paralelogramo (S)
Método analítico: se requiere la descomposición
Multiplicación:
Por un escalar
Producto escalar (punto): A · B = ABcosθ (trabajo
mecánico, energía, potencia).
Producto vectorial (cruz): A x B = ABsenθ (torca,
momento). No es permutable. Resultante
perpendicular al plano formado por
A y B.
Θ : el menor entre los dos vectores

19. Rumbos colaterales
NNE — Nornoreste
ENE — Estenoreste
ESE — Estesureste
SSE — Sursureste
SSO — Sursuroeste
OSO — Oestesuroeste
ONO — Oestenoroeste
NNO — Nornoroeste

20. 4- Al resolver problemas
Entender física implica que se debe saber aplicar a
diversos problemas práctico. ―Es imposible saber
física sin poder hacer física.
Identificar los conceptos pertinentes (no omitir).
Plantear el problema, esquematizar, seleccionar
ecuaciones y plantear magnitudes conocidas y
desconocidas.
Ejecutar la solución (realizar las cuentas).
Evaluar la respuesta ¿es lógica?. Si es necesario
revisar y modificar la solución.
Expresar la respuesta a la pregunta pedida.
Cuidado: error matemático e inconsistencias físicas
En todo momento, plantear, pensar e interpretar.

21. Una botella se deja caer desde el reposo en la posición x =
20 m e y = 30 m. Al mismo tiempo se lanza desde el origen
una piedra con una velocidad de 15 m/s. (Tomar g=9.8
m/s2).
a) Determinar el ángulo con el que tenemos que lanzar la
piedra para que rompa la botella.
b) Calcular la altura a la que ha ocurrido el encuentro.
c) Realizar la representación gráfica correspondiente
(utilizando los datos obtenidos en el punto a y b), y dibujar
la trayectoria de la piedra y de la botella. Si no se
resolvieron los puntos a y b realizar la representación
gráfica sin estos valores procesos.
Ejemplo 1

23. Asesoras en la escritura de una película en la que dos
submarinos deben encontrarse en el mar. Ambos comienzan
a moverse simultáneamente desde posiciones equidistantes
al punto de encuentro, viajando en línea recta a diferentes
velocidades. El primer submarino modifica su velocidad en
el recorrido. En forma idealizada viaja a velocidad constante
de: 20 km/h en los primeros 500 km, 144 m/s por 500 km, 30
km/h a lo largo de 500000 m y 50 km/h en los últimos 500 km.
En el argumento, el segundo submarino tiene averiado parte
de sus controles y sólo puede moverse a una velocidad
constante.
A) Realiza los razonamientos y procedimientos necesarios para
determinar la velocidad a la que el submarino debe
desplazarse.
b) Realizar el gráfico (a escala) que permita comprobar el
resultado encontrado.
Ejemplo 2

25. Ejemplo 3
Un camión de reparto hace los siguientes
desplazamientos sucesivos: 130 km al
sureste, 800 km al norte y 2100 km 17º
al nornoroeste. Determinar:
a) Gráfica y analíticamente, el módulo y
la dirección del desplazamiento
resultante (trabajar a escala).
b) ¿La distancia total que ha viajado?

26. En algunas comedias se suele recurrir al recurso de
contestar estrictamente lo que se pregunta, en vez de poner
empeño en ayudar
- Disculpe, ¿sabe dónde hay una oficina de correos?
* Sí
- Bien (algo molesto), ¿podría decírmelo?
* ¡Claro!
- Dígamelo, entonces, por favor (insiste la víctima que cree
haber descubierto por fin la clase de locura de su
interlocutor).
* Queda a tres cuadras por allá (le responde, obedientemente el
pesado sujeto sin levanta la mirada del suelo ni hacer ningún
gesto que permita saber a qué lugar se refiere, pues le han
pedido que lo dijera, no que lo señale)