Conocimientos Básicos de la Física 1

La Física

La física es la ciencia que estudia el comportamiento y las relaciones entre la materia, la energía, el espacio y el tiempo, podemos decir que la física investiga los fenómenos que ocurren en la naturaleza y en el universo con el objeto de establecer leyes matemáticas que puedan predecir su comportamiento.

La física abarca todo, por un lado estudia lo infinitamente pequeño como son las partículas fundamentales conocidas como quarks que componen los átomos, mientras que en el otro extremo también se ocupa de los lejanos y gigantescos fenómenos astronómicos como son los quásares, los agujeros negros o los movimientos que se producen entre las galaxias del universo. Por otro lado la física trata de dar una respuesta científica a las grandes preguntas de la humanidad, gracias a la física disponemos de teorías como el Big Bang que explican el origen del universo, la teoría de cuerdas nos explica la composición en última instancia de la materia y la energía, mientras otras teorías nos abren la puerta a la existencia de universos paralelos al nuestro que vivimos.

Por otro lado la física es el pilar básico y fundamental de otras ciencias como la ingeniería, la electrónica o la astronomía, sería imposible diseñar un televisor sin tener conocimientos de las leyes electromagnéticas, fabricar un motor de combustión sin los conocimientos de la termodinámica o disponer de la fibra óptica sin tener los conocimientos de la mecánica ondulatoria, gracias a la física tenemos satélites que orbitan alrededor de la tierra permitiéndonos enviar y recibir señales de radio, disponemos de telescopios que analizan la composición de otros planetas y galaxias, hemos desarrollado sistemas de transporte como el coche, el avión, el barco, el ferrocarril o los transbordadores espaciales, sin la física la tecnología actual que disponemos no sería un realidad.

La física es una ciencia práctica que se apoya en la experimentación con la finalidad de comprobar y validar leyes y teorías, a través de los siglos la tecnología empleada en la experimentación ha avanzado de la mano de los conocimientos físicos que se descubrían, al inicio Galileo Galilei disponía de una maqueta de madera por dónde deslizaba esferas a distintas inclinaciones que el propio se había fabricado, hoy en día disponemos de complejos y tecnológicos aceleradores de partículas que investigan las interacciones y partículas fundamentales que componen la materia así como telescopios y sondas espaciales que nos permiten obtener información sobre otros planetas, estrellas o galaxias.

Unidad 1 Magnitud Física

UNIDAD I

Magnitud Física

Introducción:

            Una magnitud física es un valor asociado a una propiedad física o cualidad medible de un sistema físico, es decir, a la que se le pueden asignar distintos valores como resultado de una medición o una relación de medidas. Las magnitudes físicas se miden usando un patrón que tenga bien definida esa magnitud, y tomando como unidad la cantidad de esa propiedad que posea el objeto patrón. Por ejemplo, se considera que el patrón principal de longitud es el metro en el Sistema Internacional de Unidades. Existen magnitudes básicas y derivadas, que constituyen ejemplos de magnitudes físicas: la masa, la longitud, el tiempo, la carga eléctrica, la densidad, la temperatura, la velocidad, la aceleración y la energía.

Objetivos:

  v  Describir una ecuación dimensional de una magnitud derivada para la determinación de la homogeneidad de una fórmula física.

Contenido:

1.1 Magnitudes fundamentales, magnitudes escalares y vectoriales.

1.2 Medida de una magnitud.

1.3 Sistemas de unidades C.G.S., M.K.S. y S.I.

1.4 Importancia del S.I.

1.5 Ecuaciones dimensionales y su aplicación.

Unidad 2 Algebra Vectorial

UNIDAD II

Algebra Vectorial

Introducción:

            Un vector físico es una magnitud física caracterizable mediante un punto de aplicación u origen, un módulo, una dirección y un sentido, o alternativamente por un número de componentes independientes tales que las componentes medidas por diferentes observadores son relacionables de manera sistemática. Producto vectorial es una operación binaria entre dos vectores de un espacio euclídeo tridimensional que da como resultado un vector ortogonal a los dos vectores originales. Con frecuencia se lo denomina también producto cruz (pues se lo denota mediante el símbolo ×) o producto externo (pues está relacionado con el producto exterior).

Objetivos:

  v  Operacionalizar el producto escalar y el producto vectorial.

Contenido:

2.1 Vectores y escalares.

2.2 Suma de vectores.

2.3 Método analítico, método geométrico.

2.4 Producto escalar y producto vectorial.

Unidad 3 Movimiento en el Plano y en el espacio

UNIDAD III

Movimiento en el Plano y en el espacio

Introducción:

            Relación entre el vector de posición y trayectoria, y su expresión en el espacio y en el plano de una dirección. Tenemos la -Posición: La posición sirve para determinar en cada instante, el punto sobre la trayectoria donde se encuentra el móvil.

-Vector posición: la posición de un móvil sobre una trayectoria se puede definir mediante el vector posición. Este vector es constituido por un punto p del plano, el cual se determina mediante sus distancias mínimas a dos o  tres ejes de coordenadas cartesianas, llamadas coordenadas de posición del punto. -Trayectoria: La trayectoria de un móvil es el camino que describe durante su movimiento, dependiendo del tipo de trayectoria, el movimiento puede ser rectilíneo o curvilíneo

Objetivos:

  v  Aplicar las leyes y principios del movimiento relativo en la resolución de problemas de la mecánica clásica.

Unidad 4 Dinámica y Estática de la partícula

UNIDAD IV

Dinámica y Estática de la partícula

Introducción:

            En este capítulo vamos a estudiar la relación entre el movimiento de un cuerpo y las causas que lo producen. De nuestra experiencia diaria sabemos que el movimiento es el resultado de la interacción entre partículas. Las interacciones se expresan cuantitativamente en términos de fuerzas. En este primer capítulo de la Dinámica discutiremos los principios de la Mecánica Clásica, las leyes enunciadas por Isaac Newton. Esta es otra lección conocida por los estudiantes, pero como en el caso de la Cinemática, no han adquirido un método sistemático de plantear los problemas de Dinámica en las más variadas situaciones, a esto hay que añadir ciertas preconcepciones acerca de la relación entre fuerza y el movimiento investigadas por numerosos autores, algunos de los cuales se citan más adelante.

Las preconcepciones que tienen los estudiantes cuando inician el estudio de la Dinámica persisten largo tiempo después, las dificultades están enraizadas y tienen su lógica interna, que se denomina punto de vista aristotélico. La estática es la parte de la mecánica que trata de las situaciones de equilibrio de los cuerpos. Un estado de equilibrio es aquél en el que el sistema se encuentra en reposo, permaneciendo en él indefinidamente. El análisis del equilibrio de un sistema se compone de dos elementos: Establecer las condiciones en las que se produce el estado del equilibrio. Establecer la estabilidad del equilibrio, esto es, determinar si el sistema, separado de su estado de equilibrio, vuelve a él o por el contrario se aleja de él.

Cronograma de Actividades

 CRONOGRAMA DE ACTIVIDA

Semana	Fecha	Hora	Contenido	Evaluación	Ponderación
2	31-08-2016	7:00am	Unidad I	Taller Grupal	10%
3	07-09-2016	7:00am	Unidad I	Prueba Corta	15%
3	09-09-2016	7:00am	Unidad II	Taller Grupal	10%
5	23-09-2016	7:00am	Unidad II	Prueba Corta	15%
6	28-09-2016	7:00am	Unidad III	Taller Grupal	10%
7	05-10-2016	7:00am	Unidad III	Ejercicios Prácticos	5%
9	21-10-2016	7:00am	Unidad III	Prueba Corta	15%
13	18-11-2016	7:00am	Unidad IV	Ejercicios Prácticos	5%
15	30-11-2016	7:00am	Unidad IV	Prueba Corta	15%