Arturo Zambrano Linares 5TO SECUNDARIA Física CONCEPTO DE FÍSICA: Es una rama de la ciencia de tipo experimental, que
Views 235 Downloads 11 File size 2MB
Arturo Zambrano Linares
5TO SECUNDARIA
Física CONCEPTO DE FÍSICA: Es una rama de la ciencia de tipo experimental, que observa, estudia y gobierna mediante leyes los llamados fenómenos físicos. FENÓMENO: Es el cambio o modificación que sufren los cuerpos de la naturaleza, bajo la influencia de diversas formas de energía; existen muchos fenómenos. FENÓMENO FÍSICO: Es el cambio que sufre la materia sin alterar su estructura íntima. Se caracteriza por ser reversible.
Ejemplo: El ciclo del agua es un fenómeno físico. Inicialmente era agua, finalmente también es agua.
FENÓMENO QUÍMICO: Es el cambio que sufre la materia experimentando una alteración en su estructura química. Se caracteriza por ser irreversible, es decir el cuerpo no vuelve a ser jamás lo que era inicialmente. Ejemplo: Si se quema una madera, éste cambia. Inicialmente el cuerpo era madera, finalmente no lo es.
FENÓMENO FÍSICO-QUÍMICO: Este fenómeno tiene algunas características del fenómeno físico y otras del químico.
Arturo Zambrano Linares
5TO SECUNDARIA
PARTES DE LA FÍSICA: MECÁNICA: Estudia los fenómenos relacionados con los movimientos de los cuerpos así como las fuerzas que actúan en ellos. Se divide en:
- Mecánica de los sólidos rígidos: Cinemática, Estática y Dinámica. - Mecánica de los sólidos deformables. - Mecánica de los fluidos.
CALOR Y TEMPERATURA: Estudia la interacciones en el interior de la materia. ACÚSTICA: Estudia los fenómenos referentes al sonido. ELECTRICIDAD: Estudia los fenómenos relacionados con la carga eléctrica. ÓPTICA: Estudia la interacción de la luz con la materia. MAGNETISMO: Estudia los fenómenos relacionados con los campos magnéticos. FÍSICA MODERNA: Cubre los últimos desarrollos alcanzados.
MAGNITUDES FÍSICAS: Una magnitud física es todo aquello que se puede expresar cuantitativamente, dicho en otras palabras es todo aquello que puede ser medido. Las magnitudes físicas sirven para traducir en números los resultados de las observaciones; así el lenguaje que se usa en la Física es claro y preciso. CLASIFICACIÓN DE LAS MAGNITUDES FÍSICAS 1. POR SU ORIGEN: A. Magnitudes Fundamentales: Son aquellas que sirven de base para escribir las demás magnitudes. Las magnitudes fundamentales son: Longitud, Masa, Tiempo, Intensidad de corriente eléctrica, Temperatura termodinámica, Intensidad luminosa y Cantidad de sustancia. B. Magnitudes Derivadas: Son aquellas que están expresadas en función de las magnitudes fundamentales. Ejemplo: Velocidad, Aceleración, Fuerza, Trabajo, Superficie, Densidad, Presión, Potencia, etc. C. Magnitudes Suplementarias: Son dos, realmente no son magnitudes fundamentales ni derivadas; sin embargo se las considera como magnitudes fundamentales. Éstas son: Ángulo plano y Ángulo sólido.
2. POR SU NATURALEZA: A. Magnitudes Escalares: Son aquellas magnitudes que están perfectamente determinadas con sólo conocer su valor numérico y su respectiva unidad. Ejemplo: Volumen, Temperatura, Tiempo, etc. B. Magnitudes Vectoriales: Son aquellas magnitudes que además de conocer su valor numérico y unidad, se necesita la dirección y sentido para que dicha magnitud quede perfectamente determinada. Ejemplo: Fuerza, Desplazamiento, Velocidad, etc.
Arturo Zambrano Linares
5TO SECUNDARIA
SISTEMA DE UNIDADES La necesidad de tener una unidad homogénea para determinada magnitud, obliga al hombre a definir unidades convencionales. El 14 de octubre de 1 960, la Conferencia General de Pesas y Medidas, estableció el Sistema Internacional de Unidades (S.I.), que tiene vigencia en la actualidad y que en el Perú se reglamentó según la Ley N° 23560. Existen 3 tipos de unidades en el Sistema Internacional: Unidades de base, Unidades suplementarias y Unidades derivadas. UNIDADES DE BASE: Son las unidades respectivas de las magnitudes fundamentales. SÍMBOLO DE LA MAGNITUD
UNIDAD
SÍMBOLO DE LA UNIDAD
Longitud
L
metro
m
Masa
M
kilogramo
kg
Tiempo
T
segundo
s
Intensidad de Corriente Eléctrica
I
Ampere
A
Temperatura Termodinámica
Kelvin
K
J
candela
cd
mol
mol
MAGNITUD
Intensidad Luminosa Cantidad de Sustancia
PATRÓN PRIMARIO
Basado en la longitud de onda de la luz emitida por una lámpara de criptón especial. Un cilindro de aleación de platino que se conserva en el laboratorio Nacional de Patrones en Francia. Basado en la frecuencia de la radiación de un oscilador de cesio especial. Con base en la fuerza magnética entre dos alambres que transportan la misma corriente. Definido por la temperatura a la que hierve el agua y se congela simultáneamente si la presión es adecuada. Basado en la radiación de una muestra de platino fundido preparada especialmente. Con base en las propiedades del carbono 12.
UNIDADES SUPLEMENTARIAS: Son las unidades correspondientes a las magnitudes suplementarias, sin embargo se les considera como unidades de base. MAGNITUD
UNIDAD
SÍMBOLO
Ángulo Plano Ángulo Sólido
radián estereorradián
rad sr
UNIDADES DERIVADAS: Son las unidades correspondientes a las magnitudes derivadas. A continuación sólo presentaremos algunas de ellas. MAGNITUD
Fuerza Superficie (Área) Velocidad Aceleración Volumen Trabajo Presión Potencia Frecuencia Capacidad Eléctrica Resistencia Eléctrica
UNIDAD
SÍMBOLO
Newton metro cuadrado metro por segundo metro por segundo al cuadrado metro cúbico Joule Pascal Watt Hertz faradio Ohm
N m2 m/s m/s2 m3 J Pa W Hz f
Arturo Zambrano Linares
5TO SECUNDARIA
NOTACIÓN EXPONENCIAL En la física, es muy frecuente usar números muy grandes, pero también números muy pequeños; para su simplificación se hace uso de los múltiplos y submúltiplos. MÚLTIPLOS PREFIJO Yotta Zetta Exa Peta Tera Giga Mega Kilo Hecto Deca SUBMÚLTIPLOS PREFIJO deci centi mili micro nano pico femto atto zepto yocto
SÍMBOLO Y Z E P T G M Kok Hoh D o da
SÍMBOLO d c m n p f a z y
FACTOR DE MULTIPLICACIÓN 1024 = 1 000 000 000 000 000 000 000 000 1021 = 1 000 000 000 000 000 000 000 1018 = 1 000 000 000 000 000 000 1015 = 1 000 000 000 000 000 1012 = 1 000 000 000 000 109 = 1 000 000 000 106 = 1 000 000 103 = 1 000 102 = 100 101 = 10
FACTOR DE MULTIPLICACIÓN 10 – 1 = 0,1 10 – 2 = 0,01 10 – 3 = 0,001 10 – 6 = 0,000 001 10 – 9 = 0,000 000 001 10 – 12 = 0,000 000 000 001 10 – 15 = 0,000 000 000 000 001 10 – 18 = 0,000 000 000 000 000 001 10 – 21 = 0,000 000 000 000 000 000 001 10 – 24 = 0,000 000 000 000 000 000 000 001
OBSERVACIONES: 1. El símbolo de una unidad no admite punto al final. 2. Cada unidad tiene nombre y símbolo; estos se escriben con letra minúscula, a no ser que provenga del nombre de una persona, en cuyo caso se escribirán con letra mayúscula. 3. Los símbolos de los múltiplos o submúltiplos se escriben en singular. 4. Todos los nombres de los prefijos se escribirán en minúscula. 5. Los símbolos de los prefijos para formar los múltiplos se escriben en mayúsculas, excepto el prefijo de kilo que por convención será con letra k minúscula. En el caso de los submúltiplos se escriben con minúsculas. 6. Al unir un múltiplo o submúltiplo con una unidad del S.I. se forma otra nueva unidad. Ejemplo: Unidad del S.I.: m (metro) Nuevas unidades: km (kilómetro) cm (centímetro) 7. La escritura, al unir múltiplo o submúltiplo con una unidad del S.I., es la siguiente: Primero: El número (valor de la magnitud). Segundo: El múltiplo o submúltiplo (dejando un espacio). Tercero: La unidad del S.I. (sin dejar espacio). Ejemplo: 20x103 m = 20 km (20 kilómetros) 36,4x10–6 f = 36,4 f (36,4 microfaradios)
Arturo Zambrano Linares
5TO SECUNDARIA
SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES Y NOTACIÓN CIENTÍFICA
1. Entre las alternativas, una de las unidades no corresponde a las magnitudes fundamentales del sistema internacional: A) metro (m) B) Pascal (Pa) C) Amperio (A) D) candela (cd) E) segundo (s) 2. ¿Qué magnitud está mal asociada a su unidad base en el S.I.? A) Cantidad de sustancia – kilogramo B) Tiempo – segundo C) Intensidad de corriente eléctrica – Ampere D) Masa – kilogramo E) Temperatura termodinámica – Kelvin 3. ¿Cuál de las unidades no corresponde a una unidad fundamental en el S.I.? A) A – Ampere B) mol – mol C) C – Coulomb D) Kg – kilogramo E) m – metro 4. Entre las unidades mencionadas, señala la que pertenece a una unidad de base en el S.I. A) N – Newton B) Pa – Pascal C) C – Coulomb D) A – Ampere E) g – gramo 5. ¿Qué relación no corresponde? A) 1 GN = 109 N B) 2 TJ = 2x1012 J C) 1 nHz = 10-9 Hz D) 3 MC = 3x109 C E) 5 pA = 5x10-12 A 6. No es una magnitud fundamental del SI: A) La longitud B) La temperatura C) La intensidad luminosa D) La velocidad E) El tiempo
7. Al convertir una señal de camino al sistema métrico, sólo se ha cambiado parcialmente. Se indica que una población está a 60 km de distancia, y la otra a 50 millas de distancia (1 milla = 1,61 km). ¿Cuál población está más distante y en cuántos kilómetros? A) 50 millas y por 2,05x104 m B) 20 millas y por 2,1x104 m C) 30 millas y por 2,1x105 m D) 40 millas y por 104 m E) N.A. 8. Un estudiante determinado medía 20 pulg de largo cuando nació. Ahora tiene 5 pies, 4 pulg y tiene 18 años de edad. ¿Cuántos centímetros creció, en promedio, por año? A) 6,2 cm B) 5,3 cm C) 5,4 cm D) 6,7 cm E) 4,3 cm 9. De las siguientes unidades: 1. Metro 4. Centímetro 2. Gramo 5. Kilogramo 3. Minuto 6. Segundo Son unidades de base del S.I.: A) 1 – 3 – 5 B) 2 – 4 – 6 C) 1 – 3 – 6 D) 1 – 5 – 6 E) N.A. 10. La FUERZA es una magnitud: A) De base B) Suplementaria C) Lineal D) De superficie E) Derivada 11. Son magnitudes fundamentales: A) La longitud, fuerza, presión y tiempo. B) El volumen, tiempo, temperatura y masa. C) El tiempo, masa, superficie y volumen. D) El tiempo, masa, temperatura y longitud. E) N.A.
Arturo Zambrano Linares
5TO SECUNDARIA
12. De las siguientes magnitudes. ¿Cuál no es fundamental? A) La temperatura B) La intensidad luminosa C) La longitud D) La aceleración E) El tiempo 13. Marca la alternativa incorrecta: A) Longitud – m B) Masa – kg C) Velocidad – m/s D) Superficie – m³ E) Frecuencia – Hz 14. Con respecto a las unidades de base del S.I. Marca lo incorrecto: UNIDAD SÍMBOLO A) B) C) D) E)
mol candela kelvin ampere Kilogramo
mol cd K Amp kg
15. Según el “S.I.” la unidad de base que corresponde al TIEMPO es: A) s B) h C) min D) día E) N.A. 16. Marca la alternativa incorrecta: A) m metro B) kg kilogramo C) A ampere D) pa pascal E) N newton 17. El resto de las magnitudes y unidades se pueden poner en función de estas siete y se llaman magnitudes y unidades: A) Fundamentales B) De base C) Derivadas D) Lineales E) N.A
18. Son unidades derivadas: 1. Superficie y volumen. 2. Superficie, volumen y tiempo 3. Longitud, masa y tiempo. 4. Velocidad, aceleración y volumen. Son ciertas: A) 1 y 3 B) 2 y 4 C) 1 y 4 D) Todas E) N.A. 19. Según el “S.I.” uno de corresponde al volumen: A) dm3 B) cm3 C) m3 D) l (litro) E) N.A.
los símbolos
20. El Sistema Internacional “S.I.” sólo tiene siete magnitudes: A) Derivadas B) Suplementarias C) De base D) Lineales E) N.A. 21. Según el “S.I” uno de corresponde a la DENSIDAD: A) kg/m3 B) kg/l C) g/cm3 D) g / l E) N.A. 22. Son múltiplos del metro: A) km B) hm C) dam D) mm E) A, B y C
los
símbolos
Arturo Zambrano Linares
5TO SECUNDARIA
23. ¿A cuántos kPa equivalen 5 GN distribuidos en 5 Mm2? (Pa = N/m2)
producen en progresión geométrica cada
24. Si 1 J = N.m, expresar en pJ el producto de 6 GN por 12 am. 25. Efectuar: E
0,000020123 25 10 5 146234
0,000000000004 45000000 0,000006 30000
19
(0,000000004002) 10 22 45000 0,006
28. Halla la expresión reducida en (pN)
(6,4GN ) (0,00032 fN ) (1600kN ) (12,8TN ) (8N )
29. Halla la expresión reducida en (m/s2) 2
M
en Gbacterias.
sobre un bloque que tiene 0,010 9 m de alto. ¿A qué distancia está la parte superior de la pelota por sobre la base del bloque? Dar su
3
E
habrían en 3 horas? Expresar este resultado
31. Una pelota de 0,064 5 m de diámetro está
27. Efectuar:
E
hora, en razón de 2000 bacterias. Si inicialmente se tuvo 8 bacterias. ¿Cuántas
26. Efectuar:
E
30. En un cultivo bacterial se observa que se
3
(0,000008J ) (128000J ) m ;1J N . 2 4 (0,0256 J ) (400 N ) s
respuesta en metros. 32. Se ha encontrado que en 1 kg de arena se tiene 6,023x1023 granos de arena. ¿Cuántos ng habrá en 18,069x1028 granos de arena? 33. Una bomba atómica libera 40 GJ de energía. ¿Cuántas bombas se destruyeron si se obtuvo 64x1036 J de energía? 34. Un cuerpo tiene una masa de 1 500 Mg y un volumen de 4 500 km3. Hallar su densidad en g/m3.