4° B FÍSICA

UNIDAD I: MAGNITUDES Y MEDIDAS

 La Física es una ciencia natural que estudia los fenómenos físicos y la determinación de las leyes que rigen esos fenómenos. Un fenómeno es todo cambio que se produce en la naturaleza. Se clasifican en físicos y químicos. Un fenómeno físico es aquel que se produce sin alterar la estructura íntima de la sustancia, por ejemplo: a) la caída de un cuerpo, b) la compresión de un gas, c) la disolución de una sal, d) la flotación de un cuerpo, etc. Un fenómeno químico es aquel que se produce alterando o modificando la estructura íntima de las sustancias que intervienen en dicho fenómeno, por ejemplo: a) la oxidación de un metal, b) la combustión de la madera, c) la reacción entre un ácido y un metal, etc.

La Física para su mejor estudio se compone de las siguientes partes: Estática: estudio de las fuerzas en equilibrio a) Sólidos Cinemática: estudio del movimiento de los cuerpos Dinámica: estudio del movimiento y de las fuerzas que lo producen 1) MECANICA Hidrostática: estudio de líquidos en reposo b) Líquidos Hidrodinámica: estudio de los líquidos en movimiento Neumostática: estudio de gases en reposo c) Gases Neumodinámica: estudio de los gases en movimiento.  2) ACUSTICA Estudio del sonido 3) TERMOSTATICA Y CALORIMETRIA Estudio del calor, temperatura, dilatación de cuerpos 4) TERMODINAMICA Estudio de las relaciones entre el trabajo y el calor 5) OPTICA Estudio de la luz y de los fenómenos con ella vinculados. 6) MAGNETISMO Estudio de los imanes, sus acciones, etc. 7) ELECTROSTATICA Estudio de las cargas eléctricas en reposo. 8) ELECTRODINAMICA Estudio de las cargas eléctricas en movimiento.  9).  ELECTROMAGNETISMO.  10) FÍSICA NUCLEAR Estudio del átomo, la energía nuclear y la radioactividad 

EL METODO DE LA FÍSICA

La Física como ciencia natural emplea para el estudio de los fenómenos, el método científico experimental inductivo. Este método se fundamenta en la observación y en la experimentación. Observación: consiste en observar el fenómeno en las condiciones que el mismo se produce. Esta observación puede ser cualitativa en la que no es necesario tomar medidas, pero también puede ser cuantitativa, para lo cual se usan instrumentos sensibles y precisos como la lupa, el microscopio, el termómetro, el telescopio, el voltímetro, etc. Experimentación: es más activa que la observación. Se trata de repetir el fenómeno en el laboratorio para confirmar o desechar las hipótesis que se hayan elaborado.

Medición: la observación como la experimentación se realizan a través de mediciones, expresadas por números y unidades. Todas las medidas están afectadas por errores, por lo tanto es necesario tomar precauciones y usar instrumentos de medidas precisos.

 Hipótesis: es la suposición que trata de explicar o interpretar el fenómeno observado.

 Ley Física: cuando la experimentación confirma la hipótesis, se establece una relación cuantitativa entre causa y efecto, denominada Ley Física.

                                                       

MAGNITUDES FÍSICAS
Magnitud es todo aquello que se puede medir, sumar o comparar. Por lo tanto el volumen, el peso, la longitud (distancia o espacio), la capacidad, etc., son magnitudes. En cambio no son magnitudes la verdad, la alegría, la mentira, la envidia, el amor, el olor, el sabor, etc. ya que no se pueden medir ni comparar. Medir es comparar una magnitud física con una cantidad fija de la misma magnitud, tomada como unidad. Las magnitudes físicas se miden con instrumentos calibrados. Por ejemplo la masa de un cuerpo se puede medir en una balanza de platillos comparándola con la de otros cuerpos de masa conocida. Podemos medir el largo de una regla, la capacidad de un recipiente, el peso de un objeto, la superficie de un campo, el volumen de una habitación, etc. Se distinguen dos tipos de magnitudes físicas: Magnitudes escalares: son aquellas que quedan determinadas por un número y su correspondiente unidad. Ejemplos: la longitud (10 cm); la masa (80 kg); el volumen (100 cm 3 ); la capacidad (5 litros); la superficie (20 cm 2 ); el tiempo (10 h 15 m 30 s ); etc. Magnitudes vectoriales: son aquellas que quedan determinadas por un número, su correspondiente unidad y además por un vector (segmento orientado). Ejemplo: peso (10 kgN ); fuerza (5N); velocidad (100 km/h ); aceleración (0,2 2 m/s ); etc. Ejemplo: si nos dicen que un automóvil circula durante una hora a 80 km/ h no podemos saber en qué lugar se encontrará al cabo de ese tiempo porque no sabemos la dirección en la que ha viajado. Hay muchas magnitudes físicas, como por ejemplo la velocidad, en las que hay que especificar una dirección para describirlas completamente. Por ejemplo, si sabemos que el automóvil se movía hacia el Norte, ya no tenemos el problema de antes.

Por supuesto hay también muchas magnitudes, como la masa, que no dependen de la dirección. Así, diciendo que la masa de un cuerpo es 24 kg describimos completamente esta magnitud.

Los vectores se indican mediante flechas o segmentos dirigidos, cuyos elementos son: Punto de aplicación: es el origen del vector.

Módulo: es la longitud de la flecha, medida en alguna escala.

Dirección: está indicada por la recta que contiene al vector.

Sentido: está señalado por la punta de la flecha (hacia abajo, arriba, izquierda, etc.).

MEDICIONES
Para realizar las mediciones se usan diferentes instrumentos adecuados para las distintas magnitudes y cantidades a medir, por ejemplo: la regla, el transportador, la balanza, el reloj, el termómetro, el dinamómetro, etc. Por cierto, cuanto más exactos son estos instrumentos, mayores son las posibilidades de lograr una buena medida o una medida lo más representativa posible. Pero no es suficiente contar con un buen instrumento, también tiene gran importancia la persona que mide, o sea el observador, el cual debe tener la destreza o habilidad necesaria para manejar correctamente los instrumentos de medición. Para medir una cantidad de cualquier magnitud física se necesita una unidad de medida apropiada, un instrumento adecuado y un observador adiestrado. Como resultado del proceso de medición se obtiene un número junto con el nombre de la unidad usada: 12 m; 2 s; 34 kg; etc. Es decir que en toda medición se trata de determinar la cantidad (por medio de un número), de qué magnitud (unidad de medida), expresándose así el valor de una cantidad. Al número se lo denomina medida de una cantidad. Por tanto, el valor de una cantidad se expresa por medio de la medida de esa cantidad y del nombre de la unidad utilizada.

SISTEMA METRICO LEGAL ARGENTINO

 En el año 1972 por ley N° 19511 el Poder Ejecutivo adoptó oficialmente el Sistema Internacional de Unidades (SI) con todos sus múltiplos, submúltiplos y prefijos. Por esa ley se hace obligatorio el SIMELA o Sistema Métrico Legal Argentino para toda transacción legal y aparatos de medida. 

UNIDADES FUNDAMENTALES

MAGNITUD	UNIDAD	SIMBOLO
Longitud	metro	m
Masa	kilogramo	kg
Tiempo	segundo	s

MAGNITUDES DERIVADAS.

MAGNITUD	UNIDAD	SIMBOLO
superficie	metro cuadrado	m 2
volumen	metro cúbico	m 3
velocidad	Metro por segundo	m/s
aceleración	metro segundo 2	m/s2
fuerza	Newton	N

Recordaremos problemas de reducción de distintas unidades, así como su resolución, abarcando conocimientos geométricos y físicos elementales. En todos los casos en que se indique, se solicita que el alumno maneje sus respuestas con potencias positivas o negativas de base diez.

 La misión en este apunte, es la de ir acostumbrando al alumno a razonar y vincular todos los conocimientos adquiridos hasta la fecha en asignaturas tan afines entre si, como lo son la aritmética y la geometría.

                                     UNIDADES DE TIEMPO

1 Siglo = 100 años

 1 d = 24 h

 1 Década = 10 años

1 h = 60 min

1 min = 60 seg

 1 Año = 365 días

 1 h = 3.600 seg

 1 Mes = 30 días

 1 día = 1.440 min

 1 Semana = 7 días

 1 día = 86.400 seg

UNIDADES DE LONGITUD

(Espacio, distancia, altura, profundidad, etc.)

Cada unidad equivale a 10 unidades del orden inmediato inferior, y para reducir se tiene en cuenta que cada unidad corresponde a una cifra.

km	hm	dam	m	dm	cm	mm
1000 m	100 m	10 m	1 m	0,1 m	0,01 m	0,001 m

TRABAJO PRACTICO Nº 1: MAGNITUDES

 RESPONDA:

1. ¿Qué nombre recibe todo aquello que se puede medir?.

2. ¿Cuáles son los requisitos para medir?.

3. ¿Qué es medir?.

4. Completar el siguiente cuadro:

U N I D A DES EN EL SIMELA

MAGNITUD	NOMBRE	SIMBOLO
longitud
Masa
Tiempo
Peso
Temperatura

5. Un carpintero midió la superficie de un trozo de madera con una cinta métrica y anotó “la superficie de la madera es de 600 cm²”. ¿Quién es el observador?   ............................................................................................................ ¿Qué instrumento empleó en la medición?.............................................................................. ¿Cuál es el valor de la cantidad obtenida?.............................................................................. ¿Cuál es la unidad utilizada?.......................................................................................................

6. Explicar las diferencias entre magnitudes fundamentales y derivadas.

 7. ¿Cuáles son las magnitudes escalares y cuales las vectoriales?. De ejemplos.

 8. ¿Qué es un vector ?. ¿cuales son sus elementos ?.

9. Expresar  6,78 m, en mm.

10. Expresar 76 minutos, en segundos.

 11. Expresar 6 h, en minutos

12. Expresar 6h,  en segundos.

 13. Observa estos valores : 25 m. ; 43 ; 2,5 km. ; 9,75 y 0,23mm ¿Son medidas?

14. Hemos obtenido las medidas expresadas en la tabla ¿Qué magnitudes hemos medido? Completar la siguiente tabla:

Magnitud	Medida	Equivalencia ( SIMELA )
	345 dag
	34 mm

	45 cm3
	784 g/cm3
	5 min

15.  ¿ En qué unidades del SIMELA se miden las siguientes magnitudes ?

Tiempo		Velocidad
Superficie		Aceleración
Masa		Distancia
Densidad		Peso
Temperatura		Volumen

NORMAS PARA ESCRIBIR CORRECTAMENTE LAS UNIDADES

 1.- El nombre de la unidad se escribe con letra minúscula.

2.- A cada unidad le corresponde únicamente un símbolo.

3.- Detrás del símbolo no se pone un punto.

 4.- Los símbolos de nombres propios se escriben con letras mayúsculas.