FISICA

1. FÍSICA
I.Q. JOSE LUIS XOCHIHUA JUAN

2. OBJETIVO DE LA ASIGNATURA
El alumno interpretará fenómenos físicos que representan un proceso,
con base en la metodología científica y las leyes y teorías de la física,
para determinar su comportamiento.
OBJETIVO DE LA UNIDAD
El alumno realizará representaciones de variables físicas, para
determinar el comportamiento de los fenómenos físicos.

3. UNIDAD I INTRODUCCIÓN A LA FÍSICA

4. TEMA I PRINCIPIOS DE FÍSICA

5. 1. INTRODUCCIÓN
La Física es una de las ciencias naturales que más ha contribuido al desarrollo y
bienestar del hombre, porque gracias a su estudio e investigación ha sido posible
encontrar en muchos casos, una explicación clara y útil a los fenómenos que se
presentan en nuestra vida diaria. La palabra física proviene del vocablo griego
physiké cuyo significado es naturaleza, es decir, es la Ciencia que se encarga de
estudiar los fenómenos naturales, en los cuales no hay cambios en la composición
de la materia.

7. 3. CONCEPTOS BÁSICOS
Física: Es una ciencia encargada de estudiar los fenómenos físicos que ocurren en
la naturaleza, cuantificándola mediante leyes físicas determinadas.
Física: Es la ciencia fundamental sistemática que estudia las propiedades de la
naturaleza con ayuda del lenguaje matemático.
Física: Es también aquel conocimiento exacto y razonado de alguna cosa o materia,
basándose en su estudio por medio del método científico. Estudia las propiedades
de la materia, la energía, el tiempo, el espacio y sus interacciones.

8. 3.1 DIVISIÓN DE LA FÍSICA
La Física se divide para su estudio en dos grandes grupos: la Física clásica y la
Física moderna. La primera estudia todos aquellos fenómenos de los cuales la
velocidad es muy pequeña comparada con la velocidad de propagación de la luz. La
segunda se encarga de todos aquellos fenómenos producidos a la velocidad de la luz
o con valores cercanos a ella.

9. La Física Clásica se compone entonces de:
1. MECÁNICA: Estudia los fenómenos relacionados con el movimiento de los cuerpos.
• Estática: Cuerpos en equilibrio.
• Dinámica: Causas por las que los cuerpos ya no están en equilibrio.
• Cinemática: Tipos de movimientos sin importar las causas.
2. TERMODINÁMICA: Estudia el calor y la conversión de la energía de una forma a otra.
3. ELECTROMAGNETISMO: Estudia la interacción de los campos eléctricos y magnéticos.
4. ÓPTICA: Estudia la propagación y el comportamiento de la luz.
5. ACÚSTICA: Estudia las propiedades del sonido.

10. La Física Moderna se divide en:
1. FISICA CUÁNTICA: Estudia el comportamiento de sistemas extremadamente
pequeños y la cuantización de la energía.
2. FISICA RELATIVA: Materia y energía son dos entidades relativas.

12. • La Física es una ciencia cuantitativa y se basa en la medición.
• La medición es la determinación del valor numérico de una propiedad física
como resultado de compararla con una cantidad arbitraria (unidad).
• Una magnitud física es cualquier propiedad susceptible de ser medida. Se
distinguen magnitudes fundamentales (no vienen definidas en función de
otras) y derivadas (son función de las fundamentales).

13. Magnitud Unidad básica Símbolo
Longitud Metro m
Masa Kilogramo Kg.
Cantidad de
sustancia
Mol mol
Temperatura Kelvin k
Intensidad de
corriente
Ampere A
Tiempo Segundo s
Intensidad
luminosa
Candela cd
Magnitudes Fundamentales
Las magnitudes fundamentales son las siguientes:

14. Unidad: Es una cantidad arbitraria a la cual se le asigna
el valor 1.
Unidades
Se clasifican en
Fundamentales
Derivada Secundaria

15. Un sistema de unidades es un conjunto de unidades de medida formado tomándose una unidad
de cada magnitud.
Magnitud: Longitud
Cantidad: 5
Unidad: metro
Símbolo: m
Magnitud: Tiempo
Cantidad: 10
Unidad: segundo
Símbolo: s

16. Existen varios sistemas de unidades:
• Sistema Internacional de Unidades o SI: Es el sistema más usado. Sus unidades básicas
son: el metro, el kilogramo, el segundo, el ampere, el kelvin, la candela y el mol.
• Sistema Métrico Decimal: Primer sistema unificado de medidas.
• Sistema Cegesimal o CGS: Denominado así porque sus unidades básicas son el centímetro,
el gramo y el segundo.
• Sistema Natural: En el cual las unidades se escogen de forma que ciertas constantes físicas
valgan exactamente 1.
• Sistema Técnico de Unidades: Derivado del sistema métrico con unidades del anterior,
todavía utilizado en la técnica por ser unidades muy intuitivas.
• Sistema Inglés o anglosajón: Aún utilizado en los países anglosajones. Muchos de ellos lo
están intentando reemplazar por el Sistema Internacional de Unidades.

17. Las unidades usadas en el SI para las magnitudes fundamentales son las
siguientes:
• Para la masa se usa el kilogramo (Kg)
• Para la longitud se usa el metro (m) unidades patrón
• Para el tiempo se usa el segundo (s)
• Para la temperatura el kelvin (K)
• Para la intensidad de corriente eléctrica el Amperio (A)
• Para la cantidad de sustancia el Mol (mol)
• Para la intensidad luminosa la Candela (cd)

18. Las unidades derivadas en el SI para las magnitudes derivadas son las siguientes:

19. El sistema métrico decimal es un sistema de unidades en el cual los múltiplos y
submúltiplos de cada unidad de medida están relacionados entre sí por múltiplos o
submúltiplos de 10. Prefijos de las potencias de diez:

20. Es un sistema de unidades basado en el centímetro, el gramo y el segundo. Su
nombre es el acrónimo de estas tres unidades:

21. Es el conjunto de las unidades no métricas que se utilizan actualmente en muchos territorios de
habla inglesa y otros países con influencia anglosajona en América:

22. Reglas para las unidades:
• Se representan con símbolos no abreviaturas (sin punto al final).
• Se escriben en minúscula excepto si hacen mención a un personaje ilustre que lo hacen en
mayúscula.
El concepto de dimensión fue introducido para distancia y luego extendido a otras magnitudes
físicas. Las dimensiones de las magnitudes fundamentales son L (longitud), M (masa) y T
(tiempo). Las dimensiones de las magnitudes derivadas se pueden hallar a partir de las
fundamentales (ecuación de dimensiones).

23. Es la parte de la física que estudia la relación entre las diversas magnitudes y las
operaciones matemáticas que se producen entre ellas.

26. Las cifras significativas son los dígitos de un número que consideramos no nulos. A
continuación se dan unas reglas básicas para trabajar con cifras significativas.

27. 1. Cualquier dígito diferente de cero es significativo.
1234.56 6 cifras significativas
2. Ceros entre dígitos distintos de cero son significativos.
1002.5 5 cifras significativas.
3. Ceros a la izquierda del primer dígito distinto de cero no son significativos.
000456 3 cifras significativas
0.0056 2 cifras significativas.

28. 5. Si el número es menor que uno, entonces únicamente los ceros que están al final
del número y entre los dígitos distintos de cero son significativos. 0.01020 4
cifras significativas
4. Si el número es mayor que (1), todos los ceros a la derecha del punto decimal son
significativos.
457.12 5 cifras significativas
400.00 5 cifras significativas.
6. Para los números que contengan puntos decimales, los ceros que se arrastran
pueden o no pueden ser significativos. En este curso suponemos que los dígitos son
significativos a menos que se diga lo contrario.
1000 4 cifras significativas
0.0010 2 cifras significativas
1.000 4 cifras significativas

29. La conversión de unidades es la transformación del valor numérico de una
magnitud física, expresado en una cierta unidad de medida, en otro valor numérico
equivalente y expresado en otra unidad de medida de la misma naturaleza. Este
proceso suele realizarse con el uso de los factores de conversión y/o las tablas de
conversión de unidades. Frecuentemente basta multiplicar por una fracción (factor
de una conversión) y el resultado es otra medida equivalente, en la que han
cambiado las unidades. Cuando el cambio de unidades implica la transformación de
varias unidades, se pueden utilizar varios factores de conversión uno tras otro, de
forma que el resultado final será la medida equivalente en las unidades que
buscamos.

31. Todo objeto, equipo o aparato que pueda ser utilizado para efectuar una medición es un
instrumento de medición. Puede ser algo tan sencillo como una regla graduada, que permite
medir distancias del orden de 1 milímetro, hasta algo tan complejo como un difractómetro de
rayos X, que puede utilizarse para medir distancias del orden de 1 Angstrom (10-10 m). Sin
embargo la falta de exactitud en una medición se relaciona a los denominados errores
sistemáticos y de apreciación. En resumen podemos decir que las fórmulas para calcular errores
quedan de la siguiente manera:

32. Si se sustituye las unidades de M =
Kg y L = m, entonces se tiene que las
unidades equivalentes es Kgm2

39. TEMA II SISTEMAS VECTORIALES

40. 1. INTRODUCCIÓN
Para muchas magnitudes físicas basta con indicar su valor para que estén
perfectamente definidas y estas son las denominadas magnitudes escalares. Otras
precisan de dirección y sentido y las llamamos magnitudes vectoriales.
Así, por ejemplo, si decimos que Toño tiene una temperatura de 38 °C, sabemos
perfectamente que tiene fiebre y si Ana mide 185 cm de altura y su masa es de 45 kg,
está claro que es sumamente delgado. Cuando una magnitud queda definida por su
valor recibe el nombre de magnitud escalar. Otras magnitudes que, además de su
valor precisan una dirección se llaman magnitudes vectoriales.

41. • Denominamos magnitudes escalares a aquellas que quedan completamente
identificadas dando su valor, que siempre es un número real acompañado de una
unidad. Ejemplos; masa, temperatura, densidad, tiempo, etc.

42. • Denominamos magnitudes vectoriales a aquellas que quedan completamente
identificadas dando su módulo, dirección y sentido. Por ejemplo velocidad,
aceleración, fuerza, etc. El módulo de una magnitud vectorial siempre es un número
real positivo.

43. Para trabajar con magnitudes vectoriales utilizamos vectores. Donde un vector es
un ente matemático que gráficamente se representa por un segmento de recta
orientado. La física utiliza los vectores para representar las magnitudes vectoriales.
Para simbolizar magnitudes vectoriales dibujaremos una flecha sobre el símbolo que
representa a la magnitud: 𝒗 (velocidad), 𝒂 (aceleración), etc. En general cuando se
escribe una magnitud vectorial sin flecha, se está haciendo referencia a su módulo.

44. Sentido. Se indica mediante una
punta de flecha situada en el
extremo del vector, indicando
hacia qué lado de la línea de
acción se dirige el vector.
Origen. O también denominado punto de
aplicación. Es el punto exacto sobre el que
actúa el vector.
Módulo. Es la longitud o tamaño del vector.
Para hallarla es preciso conocer el origen y el
extremo del vector, pues para saber cuál es el
módulo del vector, debemos medir desde su
origen hasta su extremo.
Dirección. Viene dada por la orientación en
el espacio de la recta que lo contiene.

45. La suma de dos cantidades vectoriales depende de tanto su dirección como de su
magnitud. Sumar vectores consiste en hallar un vector que tenga el mismo efecto que
el que correspondería a la acción simultánea de todos los vectores que queremos
sumar.
a) METODO DEL PARALELOGRAMO
Se utiliza para calcular la resultante de dos vectores concurrentes y coplanares que
tienen un mismo punto de origen. Gráficamente se construye un paralelogramo
trazando paralelas a los vectores. El vector resultante se traza uniendo el origen de
los vectores con la intercepción de las paralelas.

46. b) METODO DEL TRIANGULO
Se utiliza para calcular la resultante de dos vectores concurrentes y coplanares que están uno a
continuación del otro. Gráficamente se construye un triangulo, trazando el vector resultante
desde el origen del primer vector hasta el extremo del segmento vector

47. c) MÉTODO DEL POLÍGONO
Se utiliza para calcular la resultante de un conjunto de vectores concurrentes y coplanares. Es
un método grafico que utiliza escalas apropiadas y consiste en trazar los vectores uno a
continuación del otro manteniendo sus características. El vector resultante (𝑅) se traza uniendo
el origen del primer vector con el extremo del último vector.

48. COMPONENTES RECTANGULARES DE UN VECTOR
Son aquellos vectores que resultan de proyectar un vector sobre dos (o tres)
ejes perpendiculares entre si.

50. METODO DE LAS COMPONENTES RECTANGULARES
Permite calcular el modulo y la dirección de la resultante de un conjunto de vectores
.Pasos a seguir:
1. Se halla las componentes rectangulares.
2. Se calcula la resultante en cada uno de los ejes coordenadas (Rx, Ry)
3. Se calcula el módulo de la resultante aplicando Pitágoras y su dirección aplicando
la función tangente.

55. INVESTIGAR
• 1ra. Ley de Newton y dos ejemplos prácticos.
• Diagrama de Cuerpo Libre
• Conceptos de equilibrio estático, traslación y rotación
• Conceptos de brazo de palanca, momento de torsión, resultante y equilibrio
rotacional.
• Conceptos de centroide de masa y centro de gravedad
Fecha de solicitud: 07 de Enero de 2017
Fecha de entrega: 14 de Enero de 2017