INTRODUCCIÓN A LA FÍSICA

GRADO 10

2014

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DIVISIÓN O RAMAS DE LA FÍSICA.

“El electromagnetismo” *Estudia la atracción magnética de los cuerpos.

“La Mecánica” *Rama de la física que estudia el movimiento de los cuerpos.

“La Termodinámica” *Estudia el calentamiento y el enfriamiento de los cuerpos.

“La Hidrostática” *Estudia la flotación de los cuerpos.

“La Óptica” *Estudia la reflexión de la luz.

“La acústica” *Estudia el sonido y sus fenómenos

Propiedades de la materia.Generales Específicas

• la masa, peso, volumen, la inercia, la energía, impenetrabilidad, porosidad, divisibilidad, elasticidad, maleabilidad, tenacidad y dureza entre otras.

• Es el caso de la densidad, el punto de fusión, el punto de ebullición, el coeficiente de solubilidad, el índice de refracción, el módulo de Young y las propiedades organolépticas.

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PROPIEDADES GENERALESSon las que presenta cualquier clase de materia y sus valores son independientes del estado físico, de la forma del cuerpo....Por esto no sirven para identificar una sustanciaEntre otras son importantes:

MASAEs la cantidad de materia que tiene un cuerpo

VOLUMENEs el espacio que ocupa un cuerpo.

PESOEs la atracción que ejerce la tierra sobre todos los cuerpos.

INERCIAEs la incapacidad en la que se hallan todos los cuerpos de pasar por sí mismos del estado de reposo al de movimiento o viceversa.

POROSIDADSon los canales o poros entre las partículas componentes de todo cuerpo.

IMPENETRABILIDADEs aquella propiedad en virtud de la cual dos porciones de materia no pueden ocupar simultáneamente un mismo espacio sin antes haberse producido el desalojamiento.

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CAMBIOS DE ESTADO

SUBLIMACIÓN

FUSIÓN VAPORIZACIÓN

SOLIDIFICACIÓNLICUACIÓN O CONDENSACIÓN

SUBLIMACIÓN REGRESIVA

LÍQUIDO GASSÓLIDO

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1. ¿Qué es la CIENCIA?

• La ciencia es una actividad humana que tiene como finalidad la búsqueda del conocimiento, es decir, tratar de conocer algo que nos es desconocido.

• La actividad científica comienza siempre con una pregunta, una pregunta acerca del mundo natural.

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2. La Física y la Química como ciencias

• La ciencia estudia los fenómenos de la naturaleza, que son todos aquellos cambios que tienen lugar en el universo.

• De los fenómenos físicos se ocupa la Física y de los fenómenos químicos la Química .

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2.1 Los fenómenos físicos

• Los fenómenos físicos son los cambios que puede experimentar una sustancia sin dejar de ser ella misma (cambios de posición, velocidad, temperatura, etc). Del estudio de estos fenómenos se ocupa la Física.

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2.2 Los fenómenos químicos• Los fenómenos químicos se

producen cuando a partir de una o varias sustancias, se obtienen otras diferentes que tienen propiedades diferentes (combustión, digestión, etc.). Estos fenómenos reciben el nombre de reacciones y de ellos se ocupa la Química.

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-Disolver azucar en agua

-Una maceta se rompe

-Hidrógeno y oxígeno se combinan para dar agua

-El hielo funde

-Un clavo de hierro se oxida

-Destilamos una disolución de agua y sal separando el agua de la sal

-Un trozo de carbón arde

-El agua hierve

-Una manzana se pudre

-El yodo sublima

-Obtención de vino por fermentación del mosto de uva

-Se quema el gas butano de una bombona

-Dar una patada a un balón

-Circula corriente eléctrica por un cable

-Evaporación del agua

-Conversión de la nata de la leche en mantequilla

Q

F

F

F

Q

F

F

F

F

F

F

Q

Q

Q

Q

Q

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3. El método científico (I)• La ciencia trabaja utilizando una serie de

procesos que se denominan método científico.

• A través de la inducción se parte de los hechos y se apunta hacia su explicación razonada.

• A través de la deducción, basándonos en estas explicaciones, descubrimos nuevos hechos

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3. El método científico (II)• Para explicar los distintos fenómenos

la ciencia parte de una serie de observaciones experimentales que deben medirse con rigor.

• Se llama magnitud a cualquier cualidad que puede medirse

• La ciencia sólo trata con magnitudes

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4. Medir

• El resultado de medir es una cantidad.

• Medir es comparar una cantidad cualquiera con la unidad previamente definida.

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5. El sistema internacional de medidas

• El Sistema Internacional de Unidades establece la existencia de 7 unidades fundamentales: longitud, tiempo, masa, intensidad de corriente, temperatura, cantidad de sustancia, intensidad luminosa.

• Las demás unidades se derivan de las anteriores y reciben el nombre de unidades derivadas.

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5.1. Unidades fundamentalesMagnitud física fundamental Unidad básica o fundamental Símbolo

Longitud (l) metro m

Tiempo (t) segundo s

Masa (m) Kilogramo kg

Intensidad de corriente eléctrica (I)

amperio o ampere A

Temperatura (T) kelvin K

Cantidad de sustancia mol mol

Intensidad luminosa candela cd

MAGNITUDES DERIVADAS

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Magnitud física derivadaUnidad básica o

fundamentalSímbolo

Velocidad Metro/segundo m/s

Aceleración Metro/segundo al cuadrado m/s2

Volumen Metro cúbico m3

Densidad Kilogramo/metro cúbico Kg/m3

Presión (p) PascalN/m2 = Pa

Área (A) Metro cuadrado m2

Trabajo (w) Julio N/m = J

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5.2 Unidades derivadasSon las unidades utilizadas para expresar magnitudes físicas que son resultado de

combinar magnitudes físicas fundamentales.

Ejemplo de unidad derivada: El VolumenEl volumen es el resultado de combinar tres veces la longitud, una de las magnitudes fundamentales. Matemáticamente, V = longitud x longitud x longitudV metro x metro x metro = metro cúbico = m3

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5.3. Potencias de 10: notación científica

• 1 = 100

• 10 = 101

• 100 = 102

• 1.000 = 103

• 1.000.000 = 106

• 7.200 = 7,2 103

• 1.320.000 = 1,32 106

• 10-1 = 1/10

• 0,1 = 10-1

• 0,01 = 10-2

• 0,001 = 10-3

• 0,000001 = 10-6

• 0,720 = 7,2 10-1

• 0,000132 = 1,32 10-4

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5.4. Factores de conversión

Para expresar cantidades muy grandes o muy pequeñas se utilizan una serie de prefijos (como kilo, centi, mega,…) delante de las unidades.

Ejemplo: Unidad metro1 kilómetro (1 km) es igual a 1000 metros1 centímetro (1 cm) es igual a 0,01 metros

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Factor Prefijo Símbolo Factor Prefijo Símbolo

1024 yotta Y 10-24 yocto y

1021 zetta Z 10-21 zepto z

1018 exa E 10-18 atto a

1015 peta P 10-15 femto f

1012 tera T 10-12 pico p

109 giga G 10-9 nano n

106 mega M 10-6 micro µ

103 kilo k 10-3 mili m

102 hecto h 10-2 centi c

101 deca da 10-1 deci d

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Ejercicios tipo

• 1) Un paramecio tiene una longitud de 0,01 mm. Indica su longitud en metros.

• 2) El tamaño de un átomo es del orden de 10-8 cm. Expresa este valor en nanómetros (nm).

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Solución al ejercicio tipo 1

1) Busco el significado del prefijo m (mili) en la tabla: m= 10-3

2) Escribo el valor de la longitud del paramecio en las unidades que me proporcionan (en mm)

L= 0,01 mm3) Sustituyo el prefijo m por su valor de la tabla

L= 0,01 x 10-3 m4) Coloco todo en notación científica

L= 10-2 x 10-3 m5) Opero

L= 10-2-3 m = 10-5 m = 0,00001 m

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Solución al ejercicio tipo 2 1) Busco los significado de los prefijos c (centi) y n (nano)

en en la tabla: c= 10-2 y n= 10-9

2) Escribo el valor del tamaño del átomo en las unidades que me proporcionan (en cm)L= 10-8 cm

3) Sustituyo el prefijo c por su valor de la tablaL= 10-8 x 10-2 m

4) Opero L= 10-8 x 10-2 m = 10-8-2=10-10 m

5) Como lo tengo que expresar con el prefijo nano (n), tengo que conseguir que aparezca en la expresión anterior 10 -9, para que así lo pueda sustituir por su prefijoL= 10-10 m = 10-1-9 m = 10-1 x 10-9 m = 10-1 nm = 0,1 nm

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Ejercicios tipo (Soluciones) Otra forma de verlo

• 1) 1 m = 1.000 mm

• 2) El prefijo nano (n) indica 10-9 de la unidad correspondiente, en este caso, el metro. Por tanto, 1 m = 10-9 (nm).

mmmmmmL 51000001,0

1000

101,0

nmmnmcmmcmcm 1,0/10/101010 9288