RESUMEN BLOQUE 1. APUNTES, DIAGRAMAS Y EJERCICIOS CONTESTADOS

BLOQUE I.- IMPORTANCIA DE LA FÍSICA

     Introducción a la Física: Historia, División, Relación con otras Ciencias, Trascendencia en la Tecnología y Método Científico.

     Magnitudes Físicas

     Sistema de Unidades

     Métodos de Medición

     Clases y Tipos de Error

Ejemplos:

1)    6km → m:  |1000m/1km|=6*1000/1=6000m

2)    10N → dinas: |100000 dinas/1N|= 10*100000/1=1000000 dinas

3)     10km/h → m/s: |1000m/1km|1h/3600s|= 10*1000/1= 10000*1/3600= 2.77m/s

Ejercicios:

1)    1.5km →m: |1000m/1km|= 1.5*1000/1= 1500m

2)    3000m →km: |1km/1000m|=1*3000/1000=3km

3)    8m→cm: |100cm/1m|= 8*100/1=800cm

4)    25cm→m: |1m/1000cm|=25*1/100=0.25cm

5)    15 ft→m: |1m/3.28pies|=15*1/3.28= 4.57m

6)    12kg→lb: |2.2libras/1kg|= 12*2.2/1= 24.4lb

7)    30 in→ cm: |2.54cm/1 in|= 30*2.54/1= 76.2cm

8)    15m→ yd: |1.093yd/1m|= 15*1.093/1=16.395yd

9)    100mi→km: |1.609mi/1km|= 100*1.609/1= 160.9

10) 0.5L→cm3: |1000cm3/1L|= 0.5*1000/1= 500cm3

11) 3gal→1L: |3.785L/1gal|= 3*3.785/1= 11.355L

12) 300m/s→km/h: |1km/1000m|3600s/1h|= 300*1/1000=0.3*3600/1=1080km/h

13) 80km/h→m/s: |1000m/1km|1h/3600s|= 80*1000/1= 80000*1/3600=22.22m/s

14) 80 ft/s→km/h: |1km/3280.84ft|3600s/1h|= 80*1/3280.84= 0.024*3600/1= 87.78km/

EJERCICIOS

a)    3m²→cm²

b)    0.8m2→cm2

c)     200cm²→m²

d)    5ft²→m²

e)    18m³→cm³

f)      5L→dm³

g)    3gal→ml

h)    1dm³→L

i)      2pulg/s→cm/s

j)      0.5m/h→km/s

k)     0.1milla/s→km/min

l)      0.8L→gal

m)   0.5cm→pulg

n)    1kg→lb

o)    2ft/s→m/s

p)    10m/s→km/h

q)    8m³→mm³

r)      9yd/s→m/h

s)     0.1m/h→km/h

t)      92ft/h→m/s

RESPUESTAS

a)    |10000 cm²/1 m²|=3*10000/1=30000m²

b)    |10000 cm²/1 m²|=0.8*10000/1=8000 m²

c)     |1m²/10000 cm²|=200*1/10000=0.02 cm²

d)    |1 m²/10.7584ft²|=5*1/10.7584=0.46 m²

e)    |1000000 cm³/1m³|=18*1000000/1=18000000cm³

f)      |1dm³/1L|=5*1/1=5dm³

g)    |3785ml/1gal|=3*3785/1=11355ml

h)    |1L/1dm³|=1*1/1=1L

i)      |2.54cm/1pulg|=2*2.54/1=6.445cm/s

j)      |1km/1000m|1h/3600s|=0.5*1/1000=0.0005*1/3600=0.000000138km/s

k)     |1.609km/1milla|60s/1mi|=0.1*1.609/1=0.1609*60/1=9.654km/min

l)      |1gal/3.785L|=0.8*1/3.785=0.211gal

m)   |1pulg/2.54cm|=0.5*1/2.54=0.196pulg

n)    |2.2lb/1kg|=1*2.2/1=2.2lb

o)    |1m/3.28ft|=2*1/3.28=0.609m/s

p)    |1km/1000m|3600s/1h|=10*1/1000=0.01*3600/1=36km/h

q)    |1000000000mm³/1m³|=8*1000000000/1=8000000000mm³

r)      |1.093m/1yd|3600s/1h|=9*1.093/1=9.837*3600/1=35413.2m/h

s)     |1km/1000m|=0.1*1/1000=0.0001km/h

t)      |1m/3.28ft/1h/3600s|=92*1/3.28=28.04*1/3600=0.0077m/s

EJERCICIOS

a)    0.8m/s→millas/h

b)    85 cm³→m³

c)     95ft²→cm²

d)    15cm/s→m/min

e)    90 gal→L

f)      70km/h→m/h

g)    80km/→m/s

RESPUESTAS

a)    |1milla/1609m|3600s/1h|=0.8*1/1609=0.000497*3600/1=1.78millas/h

b)    |1m³/1000000cm³|=85*1/1000000=0.000058m³

c)     |929.0304cm²/1ft²|=95*929.0304/1=88257.88cm²

d)    |1m/100cm|60s/1min|=15*1/100=.15*60/1=9m/min

e)    |3.785L/1gal|=90*3.785/1=340.65L

f)      |1000m/1km|=70*1000/1=70000m/h

g)    |1000m/1k|1h/3600s|=80*1000/1=80000*1/3600=22.22m/s

ERRODES DE LA MEDICIÓN

La precisión de un aparato o instrumento de medición es igual a la mitad de la unidad más pequeña que pueda medir. Entre el valor verdadero de una magnitud cualquiera y el valor que se obtiene al medirla, siempre habrá una diferencia que recibe el nombre de error o incertidumbre.

ERROR SISTEMÁTICO

Se presenta de manera constante al hacer la medición, sus causas son defecto en el instrumento de medición, mala calibración del equipo o error en la escala.

ERROR CIRCUNSTANCIAL (ESTOCÁSTICO O ALEATORIO)

No se repiten de manera regular de una medición a otra, y sus causas se deben a efectos provocados por la variación de presión, humedad y temperatura del ambiente.

Ejemplo De Tipos De Errores

Los integrantes de un equipo de trabajo miden individualmente la longitud del laboratorio escolar y obtienen los siguientes resultados.

∞      10.57m

∞      10.58m

∞      10.54m

∞      10.53m

∞      10.59m

∞      10.57m

Calcular:

A)    Valor promedio de las mediciones

B)    Error absoluto o desviación absoluta de cada medición

C)    Desviación media o incertidumbre absoluta del valor promedio

D)    Error relativo de cada medición

E)    Error porcentual

Solución:

X= 10.56

DM= sum de EA/total de datos

     =0.12/6=0.02

     =10.56 ± 0.02

ER= EA/prom

EP= ER*100

CUESTIONARIO

PREGUNTAS:

1.     ¿Qué estudia la física?

2.     ¿Qué significa la palabra física?

3.     ¿Cómo se divide la física?

4.     ¿Qué estudia la física moderna?

5.     Mencione tres pasos del método científico

6.     ¿Qué es la magnitud?

7.     ¿Qué es medir?

8.     Menciona tres sistemas de unidades de medición

9.     Cuáles son las magnitudes fundamentales del SI y del sistema inglés

10.  Por qué es importante que existan sistemas de medición

11.  Como medirías el volumen de una piedra

12.  ¿Qué tipos de errores existen en la medición y sus causas?

13.  Si al medir un escritorio utilizo una regla de madera y la humedad del ambiente la hincha, ¿qué tipo de error se cometerá?

14.  Si al medir un escritorio un flexómetro, pero lo veo desde un ángulo incorrecto, que tipo de error se cometerá

15.  Determina el EA, ER, EP que se comete al medir cierto objeto. Las mediciones son 2.3, 2.5, 2.6, 2.3, 2.5, 2.7, 2.2, 2.1cm, diga cuál fue la mejor medición y cuál la peor ¿por qué?

16.  Menciona las dificultades que has tenido en física 1

17.   

                        I.         0.9km/h→m/s

                       II.         2.1m³→cm³

                     III.         8.2millas →cm

                     IV.         40cm→km

                      V.         2cm/s→k/h

                     VI.         80cm²→m²

                   VII.         40gal/km→L/m

RESPUESTAS

1.     Estudia los fenómenos donde no hay cambios en la estructura interna de la materia

2.     Ciencia de la medición

3.     Dos, clásica y moderna

4.     Fenómenos con velocidad mayor a la luz

5.     1) encontrar el problema   2) hipótesis  3)investigación (desarrollo)   4) conclusión

6.     Es todo aquello que se puede medir

7.     Determinar la longitud, extensión, volumen o capacidad, etc. de un objeto

8.     Sistema Internacional, Sistema Inglés, CGS

9.     SI: m (metros), kg (kilogramos), s (segundos)   S. Inglés: ft (pies), lb (libras), s(segundo)

10.  Porque nos indican los valores de un objeto

11.  Ponemos agua hasta la mitad en un recipiente con medida y marcamos en donde llegó el agua, luego se suelta el objeto en el recipiente, después marcamos a donde llego el agua con el objeto dentro, y por ultimo a la medida del agua con el objeto se le resta la del agua sin el objeto.

12.  Dos, Sistemático: defecto en el instrumento de medición, mala calibración del aparato, error de escala.                                        Circunstancial: variación de presión, humedad, temperatura del ambiente.

13.  Circunstancial, porque la humedad provoca que la madera se expanda.

14.  Sistemático, porque lo está sujetando mal y cambia su visión

15.  X=2.54cm

	EA	ER	EP
2.3-2.4	-0.1	0.0416	4.16%
2.5-2.4	0.1	0.0416	4.16%
2.6-2.4	0.2	0.0833	8.33%
2.3-2.4	-0.1	0.0416	4.16%
2.5-2.4	0.1	0.0416	4.16%
2.7-2.4	0.3	0.125	12.5%
2.2-2.4	-0.2	0.0833	8.33%
2.1-2.4	-0.3	0.125	12.5%

Mejor: 2.3 ó 2.5, porque tiene un EA menor

Peor: 2.7 ó 2.1, porque tiene un EA mayor

16.  En los ejercicios de conversión de unidades cuando son de velocidad

17.   

                        I.         |1000m/1km|1h/3600s|=0.9*1000/1=900*1/3600=0.25m/s

                       II.         |1000000cm³/1m³|=2.1*1000000/1=2100000cm³

                     III.         |160900cm/1milla|=8.2*160900/1=1319380cm

                     IV.         |1km/100000cm|=40*1/100000=0.0004km

                      V.         |1km/100000cm|3600s/1h|=2*1/100000=0.00002*3600/1=0.072k/h

                     VI.         |1m²/10000cm²|=80*1/10000=0.008m²

                   VII.         |3.785L/1gal|1km/1000m|=40*3.785/1=151.4*1/1000=0.1514L/m

CLASES Y TIPOS DE ERROR EN LA MEDICION

Al medir y comparar el valor verdadero o exacto de una magnitud y el valor obtenido siempre habrá una diferencia llamada error de medición. Por tanto, al no existir una medición exacta debemos procurar reducir al mínimo el error, empleando técnicas adecuadas y aparatos o instrumentos cuya precisión nos permitan obtener resultados satisfactorios. Una forma de reducir la magnitud  del error es repetir el mayor número de veces posibles la medición, pues el promedio de las mediciones resultará más confiable que cualquiera de ellas.

Causas de error en las mediciones.

Los errores que se cometen al hacer una medición tienen su origen en diferentes causas, veamos:

Errores sistemáticos.

Estos errores se presentan de manera constante a través de un conjunto de lecturas realizadas al hacer la medición de una magnitud determinada. Las fuentes o causas de este tipo de errores son:

a) Defecto en el instrumento de medición. Se produce por ejemplo. Se produce por ejemplo, al determinar el tiempo con un cronómetro que marche más rápido o más lento de lo debido.

b)      Mala calibración del aparato o instrumento usado.

Se da por fallas de calibración.

c) Error de escala. Se produce por el rango de precisión del instrumento empleado, lo que provocará una incertidumbre en la medición.

Errores circunstanciales (estocásticos o aleatorios).

Este tipo de errores no se repiten regularmente de una medición a otra, sino que varían  y sus causas se deben a los efectos provocados por las variaciones de presión, humedad y temperatura del ambiente sobre los instrumentos. Así, por ejemplo, con la temperatura la longitud de una regla puede variar ligeramente de una medición a otra; o una balanza sensible puede dar variaciones pequeñas al medir varias veces la masa de un cuerpo. Los errores circunstanciales pueden llamarse estocásticos, ya que son difíciles de apreciar debido a que son muy pequeños y se producen en forma irregular o estocástica de una medición a otra, es decir, azarosa. También se les da el nombre de error aleatorio porque son el resultado de factores inciertos y, por lo tanto, tienen la misma posibilidad de ser positivos o negativos.

Otro ejemplo de error circunstancial, es el error de paralaje. Este se comete por una incorrecta postura del observador, la cual le impide hacer una adecuada lectura de la medición.

Precisión de los aparatos o instrumentos.

La precisión de un aparato o instrumento de medición es igual a la mitad de la unidad más pequeña que pueda medir. También recibe el nombre de incertidumbre o error del instrumento o aparato de medida. Por ejemplo, si se realiza la medición de la masa utilizando una balanza que está graduada para leer valores hasta de décimas de gramo (0.1g), la precisión, incertidumbre o error de la balanza será de: 0.05g, ya sean de más o de menos .

Cuantificación del error en las mediciones.

Con objeto de cuantificar el error que se comete al medir una magnitud, se consideran los siguientes errores:

Error absoluto o desviación absoluta.

Es la diferencia entre la medición y el valor promedio.

Error relativo.

Es el cociente entre el error absoluto y el valor promedio. (Se expresa en valores absolutos sin importar el signo del error absoluto)

Error porcentual.

Es el error relativo multiplicado por 100, con lo cual queda expresado en por ciento.

EJEMPLOS:

EJERCICIOS:

1.- Al medir el tiempo que tarda en caer un cuerpo desde cierta altura, se encontraron los siguientes datos

1)  2.56 s          4) 2.52 s

2) 2.54 s           5) 2.57 s

3) 2.59 s           6)2.51 s

Calcular:

a)       El valor promedio de las mediciones.

b)      El error absoluto, relativo y el porcentual para cada medición.

c)       La desviación media.

d)      ¿Cómo reportaría el valor del tiempo que tarda en caer el cuerpo?

2.- Al medir el largo de un objeto se obtuvieron los siguientes datos:
11.398 mm
11.387 mm
11.401 mm
11.391 mm
11.608 mm
11.298 mm
11.393 mm
11.398 mm

-DETERMINE TODOS LOS TIPOS DE ERROR
-¿CUAL FUE LA MEJOR MEDICION? ¿POR QUE?
-¿CUAL FUE LA PEOR MEDICION? ¿POR QUE?