TIA Formativa: Sistemas de Unidades
NOMBRES Y APELLIDOS
COMPLETOS:
Catalina Del Rio Valencia
En esta
TIA usted deberá dar cuenta del estudio y comprensión de lo estudiado en los
Recursos de la UNIDAD 1, así:
NOCIONES DE LA FÍSICA
1. Después de leer detenidamente, analizar la información y los videos y realizado las actividades interactivas del libro digital “Física. Volumen I. Interactivo” desde la página 15 hasta la página 30, Defina en sus palabras el alcance de la Física.
R//: La física está dedicada a la comprensión de todos los fenómenos naturales. En la física, tratamos de comprender los fenómenos físicos en todas sus presentaciones, desde el mundo de las partículas subatómicas hasta el universo entero. Sabemos que todo lo que genera movimiento, que tiene un peso, tamaño o volumen definido siempre nos hará cuestionar acerca del alcance de la física, pero básicamente el tema al que nos sumerge la física es al de la investigación del movimiento de un todo, el porque se mueve, para que se mueve y cómo logra acerlo, los movimientos de un péndulo, lo incierto de un espejo y todo lo que nos rodea nos ayuda a entender que el alcance de la física va mas alla de lo que podamos aprender en clase, se trata de investigar.
2. Luego de
haber visto el vídeo <Física Mecánica: Reconociendo el Globo Terráqueo (vídeo
explicativo) I.U.Pascual Bravo>, haga
un mapa conceptual de las ramas de la física.
3. Después de ver el otro vídeo denominado <Física Mecánica: Clasificación de los Movimientos (vídeo explicativo) I.U.Pascual Bravo>, Defina cómo se clasifican los movimientos.
R//: Se clasifican en:
·
Rectilíneos- Ejemplo: Una autopista recta
·
Curvilíneos- Ejemplo: La pista de atletismo
·
Rectilíneo Uniforme: Ejemplo: El movimiento recto de un tren
·
Circular Uniforme- Ejemplo: La Rueda Chicago de un parque de diversiones
·
Rectilíneo Uniformemente Acelerado- Ejemplo: El tren de Singapur
· Circular Uniformemente Acelerado- Ejemplo: El movimiento de una bujia
4. Después de ver el otro vídeo denominado <Física Mecánica: Cantidades Físicas (vídeo explicativo) I.U.Pascual Bravo. Ubicación>, indique en la segunda columna qué tipo de cantidad física es, analizando el OBJETO presentado en la primera columna.
5. Luego de haber leído y analizado el documento <Física I. Conceptos y aplicaciones> páginas 26 a la 33, realice un resumen de las nociones generales de la Física.
La medición de la longitud y el tiempo también
son importantes ya que con la longitud y el tiempo podemos medir por ejemplo la
velocidad de la luz.
Las cifras también cuentan, ya que en la por lo
general las cifras van aproximadas, debemos tener en cuenta que en física todos
los números importan y los ceros se vuelven más significativos.
Por ultimo hablaremos de los instrumentos de medición, éstos juegan un papel importante en la física, ya que gracias a ellos y a su desarrollo podemos saber el peso, longitud, diámetro, ancho, largo, alto, volumen y/o presión de un elemento.
SISTEMAS DE UNIDADES
6. Después de leer detenidamente, analizar la información y los videos y realizado las actividades interactivas del libro digital “Física. Volumen I. Interactivo” desde la página 31 hasta la página 42, Defina en sus palabras los sistemas de medición.
R//: Las unidades de
medidas que mas utilizamos son las de tiempo, longitud y masa.
Estas tres hacen parte del sistema de unidades SI, Sobre la base de tales consideraciones, la Organización Internacional de Normalización recomienda utilizar siete cantidades básicas, que forman el Sistema Internacional de Cantidades (ISQ). Estas son las cantidades base utilizadas para definir las unidades base SI:
· Longitud
·
Masa
·
Tiempo
·
Corriente
eléctrica
·
Temperatura
termodinámica
·
Cantidad
de sustancia
· Intensidad luminosa.
7. Después de ver el vídeo denominado <Sistemas de Medición IUPB>, construya una tabla donde presente el análisis dimensional de las unidades fundamentales y derivadas.
R//:
|
Magnitud física |
Símbolo de la unidad |
Expresada en unidades
derivadas |
Expresada en unidades
básicas |
|
N |
|
kg·m·s-2 |
|
|
Pa |
N·m-2 |
m-1·kg·s-2 |
|
|
J |
N·m |
m²·kg·s-2 |
|
|
W |
J·s-1 |
m²·kg·s-3 |
|
|
C |
|
A·s |
|
|
Potencial
eléctrico, fuerza electromotriz |
V |
J·C-1 |
m²·kg·s-3·A-1 |
|
Ω |
V·A-1 |
m²·kg·s-3·A-2 |
|
|
S |
A·V-1 |
m-2·kg-1·s3·A2 |
|
|
F |
C·V-1 |
m-2·kg-1·s4·A2 |
|
|
T |
V·s·m-2 |
kg·s-2·A-1 |
|
|
Wb |
V·s |
m²·kg·s-2·A-1 |
|
|
H |
V·A-1·s |
m²·kg·s-2·A-2 |
|
|
rad |
|
m·m-1 |
|
|
sr |
|
m²·m-2 |
|
|
lm |
cd·sr |
|
|
|
lx |
lm·m-2 |
cd·sr·m-2 |
|
|
Bq |
|
s-1 |
|
|
Gy |
J·kg-1 |
m²·s-2 |
|
|
Sv |
J·kg-1 |
m²·s-2 |
|
|
kat |
|
mol·s-1 |
|
|
m² |
m² |
m² |
|
|
m³ |
m³ |
m³ |
|
|
m/s |
m·s-1 |
m·s-1 |
|
|
rad/s |
rad·s-1 |
s-1 |
|
|
m/s2 |
|
m·s-2 |
|
|
N·m |
|
m²·kg·s-2 |
|
|
kg/m³ |
|
kg·m-3 |
|
|
m³/kg |
|
m³·kg-1 |
|
|
Flujo
volumétrico, caudal |
m³/s |
|
m³·s-1 |
|
mol/m³ |
|
mol·m-3 |
|
|
m³/mol |
|
m³·mol-1 |
|
|
J/mol |
J·mol-1 |
m²·kg·s-2·mol-1 |
|
|
J/kg |
J·kg-1 |
m²·s-2 |
|
|
J/m³ |
J·m-3 |
m-1·kg·s-2 |
|
|
J/m² |
N·m-1 |
kg·s-2 |
|
|
W/m² |
W·m-2 |
kg·s-3 |
|
|
W/m·K |
W·m-1·K-1 |
m·kg·s-3·K-1 |
|
|
Viscosidad
cinemática, coeficiente de difusión |
m²/s |
|
m²·s-1 |
|
Pa·s |
N·s·m-2 |
m-1·kg·s-1 |
|
|
H/m |
H·m-1 |
m·kg·s-2·A-2 |
|
|
V/m |
V·m-1 |
m·kg·s-3·A-1 |
|
|
A/m |
|
A·m-1 |
|
|
cd/m² |
|
cd·m-2 |
|
|
Exposición (rayos
X y gamma) |
C/kg |
C·kg-1 |
kg-1·s·A |
|
Tasa
de dosis absorbida |
Gy/s |
Gy·s-1 |
m²·s-3 |
8. Luego de haber leído detenidamente el texto que se presenta en el OIA.<La Medida>, en la sección de “Magnitudes”, transcriba y defina las 7 unidades fundamentales. Para las definiciones, haga una búsqueda en internet sobre las mismas y con sus propias palabras, construya sus significados.
R//
· Longitud= metro (m) El metro es
la longitud de trayecto recorrido en el vacío por la luz durante un tiempo de
1/299 792 458 de segundo.
· Masa= El kilogramo (kg) es
igual a la masa del prototipo internacional del kilogramo
· Tiempo= El segundo (s) es la duración de 9 192 631
770 periodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos
niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio 133
· Intensidad
de corriente eléctrica= El ampere (A) es la
intensidad de una corriente constante que, manteniéndose en dos conductores
paralelos, rectilíneos, de longitud infinita, de sección circular despreciable
y situados a una distancia de un metro uno de otro en el vacío, produciría una
fuerza igual a 2·10-7 newton por metro de longitud.
· Cantidad de sustancia= El mol (mol)
es la cantidad de sustancia de un sistema que contiene tantas entidades
elementales como átomos hay en 0,012 kilogramos de carbono 12. Cuando se emplee el mol, deben especificarse
las unidades elementales, que pueden ser átomos, moléculas, iones, electrones u
otras partículas o grupos especificados de tales partículas
· Intensidad luminosa= La candela (cd) es la unidad luminosa, en una dirección dada, de una fuente que emite una radiación monocromática de frecuencia 540·1012 hertz y cuya intensidad energética en dicha dirección es 1/683 watt por estereorradián
9. Luego de haber leído detenidamente el texto y realizado las animaciones que se presentan en el OIA.<La Medida>, en la sección de “Unidades”, haga un cuadro comparativo entre los sistemas de unidades internacional e inglés.
R//:
|
Magnitud |
Unidad Sistema Inglés |
Equivalencia con SI |
|
Definición |
Son las unidades
no-métricas que se utilizan actualmente en los Estados Unidos y en muchos
territorios de habla inglesa. Este sistema se deriva de la evolución de las
unidades locales a través de los siglos, y de los intentos de estandarización
en Inglaterra. Las unidades mismas tienen sus orígenes en la antigua
Roma. |
Es el heredero del
antiguo sistema métrico decimal, por lo que el Si también es conocido como
sistema métrico. Una de las principales características del SI es que sus
unidades están basadas en fenómenos físicos fundamentales. |
|
Longitud |
Pulgada |
1in
= 2.54cm |
|
Pie |
1
pie = 30.48cm |
|
|
Yarda |
1
yd = 0.914 m |
|
|
Milla |
1
mi = 1.609 km |
|
|
Masa |
Libra |
1
lb = 453.6 g |
|
Onza |
1
oz = 28.35 g |
|
|
Tonelada |
1
t = 907.2 kg |
|
|
Volumen |
Galón |
1
gal = 3.785 l |
|
Cuarto |
1
qt = 946.4 ml |
|
|
Pie
Cúbico |
1
pie3 = 28.32 l |
10. Luego de haber leído detenidamente el texto y realizado las animaciones que se presentan en el OIA.<La Medida>, en la sección de Instrumentos de Medición, responda a la pregunta: ¿Cómo afecta la medida el instrumento de medición?
11. Luego de haber leído detenidamente el texto y realizado las animaciones que se presentan en el OIA.<La Medida>, en la sección el “Proceso de Medir”, defina qué son medidas directas e indirectas, plantee algunos ejemplos y realice un proceso de medición, para ello escoja un objeto real de su cotidianidad y realice 10 mediciones de él, tabúlelos y determine el promedio de la medida, como se indica en el OIA.
R//: Medidas directas: Son aquellas medidas
que se realizan aplicando un aparato para medir una magnitud.
Ejemplo:
Medir una longitud con una cinta métrica, una regla, etc.
Medidas indirectas: Son aquellas en la que el resultado buscado se obtiene por cálculo a partir de los datos primarios, concebido como una operación separada bajo una fórmula o una ley física que permita relacionar las cantidades medidas con la cantidad que se quiere obtener.
Ejemplo: La distancia entre centros de agujeros o ejes es un claro ejemplo de una medición indirecta.
Se realizó la medición de la nevera familiar donde las medidas obtenidas fueron: 1,35cm de alto por toda la nevera, de ancho, 052m, y del congelador fueron 0,24m.
12. Después de ver el vídeo denominado <Física Mecánica: Unidades de Medición. Ejemplos (vídeo explicativo) I.U.Pascual Bravo”, describa cómo se relaciona todo lo que nos rodea con la medida
R//: Todas y cada una de las cosas que nos rodean se relacionan con la medida ya que absolutamente todo lo podemos medir con cualquiera de los mecanismos de medida que tenemos desde un pequeño libro de lectura, hasta la distancia entre Mercurio y Plutón. Esto nos permite tener claridad a la hora de tomar decisiones y sobre todo mantenernos a la vanguardia de todos los cambios que a nivel local o mundial se pueden presentar. En este sentido, la medición es importante porque facilita el intercambio de tiempos, espacios, objetos y teorías.
NOTACIÓN CIENTÍFICA
13. Después de leer detenidamente, analizar la información y los videos y
realizado las actividades interactivas del libro digital “Física. Volumen I.
Interactivo” desde la página 50 hasta la
página 82, Defina en sus palabras la notación científica.
R//: La notación científica es la forma de escribir los números que son muy grandes o muy pequeño en una manera más conveniente y estándar. Tiene una gran cantidad de utilidades y la usan comúnmente los científicos, matemáticos, físicos e ingenieros. Es una herramienta que es usada en la física para poder expresar cantidades tan grandes y/o pequeñas que solo pueden ser medidas dentro de cierto límite de error; como, por ejemplo: la distancia del universo.
La notación científica significa que un número (entre
el 1 y el 10) es multiplicado por una potencia de base 10. Por ejemplo: 3,1 x
102 es igual a 3,1 por 100=310.
Hay tres partes para escribir un número en notación científica:
El coeficiente: es cualquier número real.
La base: es la base decimal 10.
El exponente: es la potencia a la que está elevada la
base. Representa el número de veces que se desplaza la coma. Siempre es un
número entero, positivo si se desplaza a la izquierda, negativo si se desplaza
a la derecha.
Entre el coeficiente y la base se coloca un signo de
multiplicación "x" o "•".
14. Luego de haber visto y analizado el video denominado Física Mecánica: Notación Científica (vídeo explicativo) I.U.Pascual Bravo, plantee 10 situaciones de cantidades límite.
R//:
·
Población del mundo 2021
= 7800000000 = 7x10^9
·
Masa de la Luna = 7,349
× 10^22 kg
·
Distancia entre Mercurio
y la tierra = 222000000 = 2.22 × 10^8
·
Kilómetros de la Tierra
= 510,1 millones km²
·
Densidad de
Saturno=
·
Volumen del Mar
Atlántico = 354 700 000 km³ = 3.547 × 10^8
·
Kilometros Giro de
Italia 2021 = 3.41 × 10^3
·
Distancia entre Orlando
y Noruega = 7301 km.
·
Densidad de la Tierra =
5,51 g/cm³
·
Volumen de la luna =
2,1958 × 10^10 km³
·
Población de Colombia
2019 = 50,34 millones = 5.538 × 10^9
· Masa de Saturno = 5,683 × 10^26 kg
15. Luego de
haber leído detenidamente el
texto y realizado las animaciones que se presentan en el OIA.<La Medida>, en
la sección de “Expresión de la Medida” (Valor representativo), explique la medida estimada y la
sensibilidad del instrumento de medición.
R//: La definición de estimación de una medida propuesta y utilizada en el proceso de análisis es la siguiente: Asignar perceptivamente un valor o un intervalo de valores y una unidad correspondiente a una cantidad de magnitud discreta o continua por medio de los conocimientos previos o por comparación no directa a algún objeto auxiliar. Esta definición se sustenta tres elementos esenciales:
- Asignar un valor numérico (V): para que la tarea pueda considerarse estimación, debe requerir la asignación de un valor numérico. En caso contrario, la tarea sólo es un trabajo perceptivo. Por ejemplo, si al tocar el agua de una piscina afirmamos que es agradable para nadar, la tarea es únicamente una tarea perceptiva, porque no hemos asignado un valor a la temperatura, dado que las unidades de medida no entran en juego. Es indispensable que el estudiante tenga un sentido del ámbito numérico en el que está trabajando.
- Realizar la tarea perceptivamente (P): para estimar es necesario utilizar habilidades perceptivas y evitando el recuento o el uso directo de cualquier instrumento de medida, sea estandarizado o no. En cuanto se usa un instrumento o unidad de medida, haciendo una comparación directa, se está midiendo, no estimando, aunque el resultado de la medición sea aproximado.
- Relacionar la percepción con los conocimientos previos o con la imagen mental de objeto auxiliar (R): para estimar es necesario tener integrados referentes adecuados o idealmente poseer una noción mental de alguna unidad de medida; en caso contrario, la tarea sería una adivinanza porque no se fundamenta con un valor hecho próprio.
La sensibilidad de un aparato de medida es la mínima variación que es capaz de detectar, 0,01 s en el caso de nuestro cronómetro. La sensibilidad de este termómetro de mercurio, la mínima variación que es capaz de detectar, es de 0,1ºC, mientras que la mínima cantidad que es capaz de medir es 35ºC
16. Luego de
haber leído detenidamente el
texto y realizado las animaciones que se presentan en el OIA.<La Medida>, en
la sección de “Expresión de la Medida” (Cuantas Medidas Realizar), explique la dispersión.
R//: DISPERSIÓN
La
dispersión de la medida según lo que entendí es la diferencia del valor
individual menos el valor promedio,
todo
esto se hace con el fin de minimizar la incertidumbre de las medidas
Para
hallar la dispersión (D) de las medidas restamos la menor de ellas de la mayor
y obtenemos el valor “D”
Hallamos
el % de dispersión, %D:
Si
en la medida tenemos una dispersión D el % de dispersión será:
Si
el % de la dispersión (%D) es inferior al 5%, es suficiente realizar tres
medidas. En caso contrario realizaremos de 6 a 10.
Si
el %D > 8 debemos realizar al menos 15 medidas.
Los errores accidentales se compensan haciendo varias medidas.
17. Luego de haber leído detenidamente el texto y realizado las animaciones que se presentan en el OIA. <La Medida>, en la sección de Expresión de la Medida (Er y Ea), explique el error relativo y el error absoluto.
R//: ERROR
RELATIVO
El error relativo se
calcula dividiendo el error absoluto entre el valor exacto:
El error relativo lo utilizamos para determinar la precisión de la medición. Nos dice la proporción del error con respecto al valor exacto de la medición. Una medida es buena cuando no supera el 5%.
ERROR ABSOLUTO
El error absoluto se
define como la diferencia entre el valor real y el valor aproximado, en valor
absoluto:
- El valor real es el valor que en teoría mide la
magnitud a medir
- El valor aproximado es la media de las diferentes medidas
Este valor del error
absoluto es el debido a la persona que realiza la medición. Además, está el
error debido a la precisión del instrumento de medida, que coincide con la
unidad más pequeña con la que puede medir el aparato.
El error absoluto será
el mayor valor entre el error del medidor y el error del
aparato.
El error absoluto se mide en las mismas unidades que la medición.
18. Luego de haber leído detenidamente el texto y realizado las animaciones que se presentan en el OIA.<La Medida>, en la sección de Expresión de la Medida (Cifras Significativas), explique las cifras significativas.
R//: CIFRAS
SIGNIFICATIVAS
Son aquellas que representan una magnitud
o cantidad que tiene un significado real. El número de cifras
significativas viene determinada por el
error en la determinación de esa magnitud. Las cifras significativas dan
un sentido de la precisión de un
resultado.
Algo muy importante que vi fueron sus
reglas
19. Luego de
haber leído detenidamente el
texto y realizado las animaciones que se presentan en el OIA.<La Medida>, en
la sección de Expresión de la Medida (Notación Científica), presente 10
ejemplos de medidas reales donde se utilice la notación científica y represente
las siguientes cantidades con notación científica utilizando 3 cifras
significativas:
●
0,000000000003311
●
0,0000276951
●
23’4555.000
●
1.783’459.632
.
CONVERSIÓN DE UNIDADES
0. Después de leer detenidamente, analizar la información y los videos y realizado las actividades interactivas del libro digital “Física. Volumen I. Interactivo” desde la página 43 hasta la página 49, Defina en sus palabras qué es la conversión de unidades..
R//: La
conversión de unidades nace desde la necesidad de convertir una unidad al valor
que lo deseamos de la misma naturaleza.
Es
la transformación del valor numérico de una magnitud física, expresado en
una cierta unidad de
Medida
Ejemplo: pasar de metros a centímetros o de horas a minutos
21. Luego de haber visto el vídeo <Física Mecánica: Conversiones de Unidades. Ejercicios (vídeo explicativo) I.U.Pascual Bravo>, Busque en internet una tabla de conversiones de unidades e insértese en este documento.
R//:
22. Luego de haber leído detenidamente el texto y realizado las animaciones que se presentan en el OIA.<Factores de Conversión>, en la sección de Múltiplos y Submúltiplos, transcriba la tabla de múltiplos y submúltiplos.
R//:
23. Luego de
haber leído y analizado el documento <Física I.
Conceptos y aplicaciones>
páginas 33, 34 y 35, escriba las estrategias para resolver problemas que allí
se presentan.
R//:
VECTORES
24. Después de leer detenidamente, analizar la información y los videos y realizado las actividades interactivas del libro digital “Física. Volumen I. Interactivo” desde la página 83 hasta la página 165, Defina en sus palabras los vectores y escriba sus modelos matemáticos.
R//: Un vector es un componente matemático que existe
en este caso dentro de la física mecánica. El componente puede ser un punto, un
plano o una recta todos estos componentes existen dentro de las ciencias
exactas como la física. un vector sirve para calcular magnitudes físicas como
el desplazamiento de un cuerpo en movimiento, aceleración, y fuerza todos
esto para darle sentido o solución a una operación matemática o a una situación
de la vida cotidiana
25. Luego de haber visto el vídeo <Física Mecánica: Cantidades Físicas. Teoría (vídeo explicativo) I.U.Pascual Bravo>,escriba 10 cantidades escalares y 5 vectoriales de tu cotidianidad.
R//: Cantidades escalares:
- 20 ºC.
Temperatura
- 25 M Longitud
- 30J Energia
- 60 mmHg
Presion
- 1thb Energia
- 300 Kg Masa
- 13 segundos
(s) Tiempo
- 30 m2 Area
- 2Hz
Frecuencia
- kg/m3 Densidad
Vectoriales:
- Peso
- Fuerza
- Aceleracion
- Velocidad
- Torcion
26. Después
de haber visto el otro vídeo <Física Mecánica: Vectores. Explicación (vídeo explicativo)
I.U.Pascual Bravo>, en el
minuto 14:48 se presenta un ejemplo donde te dan 3 fuerzas para determinar la
fuerza resultante; Elimine o no tenga en cuenta la fuerza denominada C y
determine el vector de la fuerza resultante.
R//:
27. Después
de haber visto el otro vídeo <Física Mecánica: Vectores. Ejercicio 1 (vídeo explicativo)
I.U.Pascual Bravo>, en el minuto
1:06 se presenta un ejemplo donde te dan 5 fuerzas para determinar la fuerza
resultante; Cambie de dirección el vector E de manera tal que esté en la
dirección horizontal hacia el oeste y determine el vector fuerza resultante
28. Después de haber visto el otro vídeo <Productos entre vectores>, escriba los modelos matemáticos para determinar el producto
escalar, el producto vectorial y el triple producto escala
R//:
29. Después de haber visto el otro vídeo <Física Mecánica: Leyes de Seno y Coseno (vídeo explicativo) I.U.Pascual Bravo>, escriba los modelos matemáticos de la ley de senos y la ley de cosenos y establezca en qué condiciones o cuando se pueden utilizar.
R//:
30. Luego de haber leído y analizado el documento <Física I. Conceptos y aplicaciones> en las páginas 38 y 39 se explica el método del polígono para hallar la suma de los vectores. Aplique el método analítico utilizado en los numerales 2 y 3, determine el vector resultante y compare las respuestas.
R//:
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