Introducción a la física y mediciones, sistemas de unidades y errores

UNITEC Bachillerato Virtual

Cuatrimestre: Segundo Asignatura: Físicaprepa UNITEC

UNIDAD 1. Introducción y Mediciones

¡Bienvenid@s a la Unidad! "La física no es más que una interpretación del mundo a la medida de nuestros deseos." Friedrich Wilhelm Nietzsche

Contenido temático de la Unidad

1. Introducción y Mediciones
1. La física y su clasificación
2. ¿Qué es medir?
1. Patrones de medida
3. Sistema Internacional de Unidades y algunas magnitudes fundamentales
1. Longitud
2. Masa
3. Tiempo
4. Sistema Internacional de Unidades
5. Prefijos del sistema internacional de unidades
6. Notación Científica
7. Unidades derivadas
8. Conversión de unidades
4. Confiabilidad en las mediciones
1. Tipos de errores
2. La representación gráfica de un fenómeno físico
3. Interpolación y extrapolación

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Presentación de la unidad

En la Unidad 1 comenzarás el estudio de la física dado que una ciencias que nos ayuda a comprender todo lo que nos rodea, desde lo microscópico hasta el universo en su inmensidad. Conocerás las principales definiciones para delimitar su campo de estudio y su clasificaciones para acotar ramas especificas de estudio. También se estudiaran algunos elementos principales de su metodología de estudio. Estudiarás como se utilizan las mediciones físicas en procedimientos que se emplean para estudiar y comprender el universo que nos rodea. Así, la conjunción del trabajo teórico desde plataforma y las practicas presenciales hacen que la modalidad Mixta sea optima para el estudio de esta ciencia.

Mapa de contenidos temáticos de la Unidad

temáticos de la × 1. Introducción y Mediciones 1.1 La física y su clasificación 1.2 ¿Qué es medir? 1.3 Sistema Internacional de Unidades y algunas magnitudes fundamentales 1.4 Confiabilidad en las mediciones 3 / 19prepa UNITEC

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Introducción

Desde el inicio de los tiempos, el ser humano ha buscado respuesta a la infinidad de fenómenos que lo rodean y aunque inicialmente encontró explicaciones en diversas religiones y en lo sobrenatural, su inquietud constante lo llevó a la búsqueda de métodos para reproducir lo que ocurre a su alrededor. De esta forma, el conocimiento humano se mantiene en constante evolución y perfeccionamiento, lo que trae como consecuencia el desarrollo científico y de sus aplicaciones en la industria y en todas las esferas de la sociedad. La física se basa en la obtención de relaciones y cálculos matemáticos comprobados con la observación de la naturaleza. Así, una de las ciencias más importantes ya que nos da, por un lado, entendimiento acerca del mundo natural que nos rodea, y por otro, aplicaciones y tecnología para nuestra vida diaria.

REFLEXIONA

¿Qué es la física y porque es importante estudiarla? INICIO

1.1 La física y su clasificación

Conforme a su origen, la palabra ciencia significa conocimiento; sin embargo, hoy su acepción es mucho más amplia. En las páginas siguientes se explicará y precisará el significado de este concepto. Los conocimientos significan posesión de datos acerca de un hecho. Estos se pueden clasificar en tres clases:

• Elementales
• Cotidianos
• Científicos

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CONCEPTO Ciencia

La ciencia (del latín scientia, 'conocimiento') es un sistema ordenado de conocimientos estructurados que estudia, investiga e interpreta los fenómenos naturales, sociales y artificiales.

Origen de la física

Los conocimientos elementales son propios de los niños, quienes tienen una información acerca de determinadas propiedades de las cosas y sobre sus relaciones más simples. Los conocimientos cotidianos los adquiere el hombre empíricamente y se limitan, por lo general, a la evidencia superficial de los hechos y a cómo se desarrollan. Según lo establece la física, la fuerza de atracción que ejerce la masa de la Tierra sobre la masa de la canica es la causa de su caída, éste es un conocimiento científico. Otra de las características del conocimiento científico es que ofrece la perspectiva de predecir y de formar conscientemente el futuro. Recuerda que: "El sentido fundamental de cualquier ciencia puede caracterizarse de la siguiente forma: saber para predecir, predecir para actuar"

¿Qué es la ciencia?

La ciencia busca comprender y explicar objetivamente las relaciones existentes, generales, constantes y necesarias, entre los diversos fenómenos que ocurren en el Universo y relacionarlos a partir de conexiones lógicas que permiten presentar postulados, axiomas, leyes, teorías y definiciones en los distintos niveles del conocimiento a partir de su sistematización. Por lo anterior, podemos decir que la ciencia es un conjunto sistematizado y ordenado de conocimientos que explican objetiva y racionalmente los procesos que ocurren en el Universo. 5 / 19prepa UNITEC

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Clasificación de las ciencias

Algunas personas la clasifican por su objeto de estudio, otras, por su método, su afinidad o por su complejidad y dependencia. La siguiente clasificación de las ciencias, que aquí se presenta con el objetivo de ubicar la física dentro de ella: HIPERVÍNCULO https://www.youtube.co m/watch?v=Nwe7M71Fq XO Video a nivel divulgación ¿Qué es la Ciencia? Ciencia ¿ CIENCIA = SALSAR M X 4:01 / 4:17 0

Clasificación de la ciencia

Lógica Formal Matemática Natural Física Química Biología Factual Psicología Sociología Social Economía Ciencia Política Historia Material

¿Qué es la Física?

La física, como ciencia, estudia las propiedades y leyes del movimiento de la materia, preferentemente, de la naturaleza inanimada. El objeto de estudio de la física lo constituyen las propiedades y las leyes específicas del movimiento de los cuerpos, de las partículas elementales (como el electrón, el protón y el fotón), de los quarks, de los átomos y las moléculas. 6 / 19prepa UNITEC

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Articulo que intenta resumir la fisica en una sola imagen

HIPERVÍNCULO https://www.xatakacienci a.com/fisica/esto-es-todo- lo-que-sabemos-sobre- fisica-en-una-sola-imagen Articulo que intenta resumir la fisica en una sola imagen . PHILOSOPHY CLASSICAL PHYSICS RELATIVITY THE FUTURE THE CHASM IGNORANCE AIUND PECHALLES QUANTUM PHYSICS

Ramas de la física

Una definición corta podría ser: la física es la ciencia que estudia las propiedades de la materia, de la energía y la relación entre ambas. La física y su clasificación. En la ciencia han surgido las diferentes ramas de la física: la mecánica, la termodinámica, el electromagnetismo, la óptica, la acústica, la física de las partículas elementales, la física nuclear, la física cuántica, la teoría de la relatividad, entre otras más. Las ramas de la física que se desarrollaron hasta finales del siglo XIX constituyen la denominada física clásica, mientras que las desarrolladas a partir del siglo XIX constituyen la física moderna. A continuación se muestra un cuadro sinóptico de la clasificación de la física.

Cuadro sinóptico de la clasificación de la física

Dinámica Mecánica Estática Óptica Cinemática Clásica Acústica Electromagnetismo Termodinámica Física Nuclear Atómica Moderna De las partículas elementales Relativista Mecánica cuántica Dentro de las clasificaciones existen otras subclasificaciones, pero estas son las principales. 7 / 19prepa UNITEC

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El kilogramo estándar nacional

El kilogramo estánar nacional núm. 20, una copia fiel del kilogramo estándar internacional que se guarda en Sèvres, Francia se aloja bajo una doble campana en una bóveda del National Institute of Standards and Technology.

1.2 ¿Qué es una medida?

Magnitud: Se llama magnitud a todo aquello que puede ser medido. La longitud de un objeto o cuerpo físico (ya sea largo, ancho, alto, su profundidad, su espesor, su diámetro externo o interno), la masa, el tiempo, el volumen, el área, la velocidad, la fuerza, etc., son ejemplos de magnitudes. Los sentimientos como el amor, el odio, la felicidad, la ira y la envidia no pueden ser medidos; por tanto, no son magnitudes. Medir: Es comparar una magnitud con otra de la misma especie que de manera arbitraria o convencional se toma como base, unidad o patrón de medida. Unidad de medida: Recibe el nombre de unidad de medida o patrón toda magnitud de valor conocido y perfectamente definido que se utiliza como referencia para medir y expresar el valor de otras magnitudes de la misma especie. Una de las principales características que debe cumplir un patrón de medida es que sea reproducible.

Patrones de medida

Es importante que el patrón seleccionado como unidad de medida sea de la misma clase del objeto que va a medirse. Una unidad de longitud, ya sea metro, pie o centímetro, se utilizará para distancias, y una unidad de masa, como podría ser el kilogramo o el gramo, para medir la masa de un cuerpo. A partir de esta situación podemos decir que se necesita alguna unidad patrón o estándar para tener una interpretación uniforme de las medidas de las cantidades físicas. O Reloj atómicos. Su funcionamiento se basa en el cálculo del tiempo que duran los cambios de energía en los átomos. En la antigüedad, cada civilización establecía sus patrones de medida. Sin embargo, el comercio y el desarrollo de la ciencia crearon la necesidad de llegar a una estandarización de las medidas de longitud, masa, tiempo y volumen. En 1795 se llevó a cabo la convención mundial de ciencia en París y como resultado se estableció el sistema de unidades denominado sistema métrico decimal. 8 / 19prepa UNITEC

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1.3 Sistema Internacional de Unidades y algunas magnitudes fundamentales

HIPERVÍNCULO https://www.youtube.co m/watch?v=nqxHnu4LJ6k Explicación del SI y su desarrollo a lo largo de la historia. En 1960, la comunidad científica internacional estandarizó una versión moderna del sistema métrico decimal: el sistema internacional de unidades o SI, el cual se aplicaría para medir todas las entidades físicas. El SI se basa en siete cantidades físicas fundamentales, las cuales se muestran a continuación:

Tabla de magnitudes, unidades y símbolos del SI

Unidades que dependen de una constante universal física

Magnitudes fundamentales Hay que considerar que la unidad es una idealización abstracta de un patrón o modelo. A continuación se enlista la definición de cada una de las siete magnitudes fundamentales Metro (w) El prototipo era una barra de platino y se definió como la distancia recorrida por la luz en el vacío durante un intervalo de 1/299'792,458 de segundo. Continuará 1971 KO cd SI mo L El mol se une a las otros 6 unidades para formar el SI que conocemos hoy dia K A moi 1:32 / 4:18 9 / 19