INTRODUCCIÓN AL CONOCIMIENTO DE LA FÍSICA

CONTENIDO PROGRAMÁTICO DE FÍSICA I

UNIDAD I “INTRODUCCIÓN AL CONOCIMIENTO DE LA FÍSICA” (30 horas)

1.1 Generalidades.

Antecedentes históricos de la Física

1.1.1 La Física y su impacto en la ciencia y la tecnología.

Importancia del estudio de la Física y su relación con otras ciencias.

División de la Física para su estudio.

1.1.2 Los métodos de investigación y su relevancia en el desarrollo de la ciencia.

Método científico.

Lenguajes: común y técnico de la Física.

1.2 Magnitudes físicas y su medición.

¿Qué es medir?

1.2.1 Magnitudes fundamentales y derivadas.

1.2.2 Sistemas de unidades: Internacional, c.g.s., inglés y métrico decimal.

1.2.3 Tabla de equivalencia de los sistemas de unidades.

1.2.4 Métodos directos e indirectos de medida.

1.2.5 Notación científica y prefijos.

Ejercicios.

1.2.6 Transformación de unidades de un sistema a otro.

Ejercicios de conversión de unidades: longitud, área, volumen, masa, tiempo, velocidad y temperatura.

1.2.7 La precisión de los instrumentos en la medición de diferentes magnitudes y tipos de errores.

Instrumentos de medición.

Tipos de errores en la medición. (PRIMERA PARCIAL)

1.3 Vectores.

1.3.1 Diferencia entre magnitudes escalares y vectoriales.

1.3.2 Características de un vector.

1.3.3 Representación gráfica de sistemas de vectores:

a) Coplanares.

b) No coplanares.

c) Deslizantes.

d) Libres.

e) Colineales.

f) Concurrentes.

1.3.4 Descomposición y composición rectangular.

-Por métodos gráficos.

a) Del triángulo.

b) Del paralelogramo.

c) Del polígono.

-Por métodos analíticos.

a) Componentes rectangulares.

b) Funciones trigonométricas.

c) Teorema de Pitágoras.

1.3.5 Resolución de problemas de aplicación práctica.

-Sistemas de vectores colineales en forma gráfica y analítica.

-Sistemas de vectores concurrentes en forma gráfica y analítica.

UNIDAD II “MOVIMIENTO” (30 horas)

2.1 Movimiento en una dimensión.

2.1.1 Concepto de distancia, desplazamiento, rapidez, velocidad y aceleración.

2.1.2 Sistemas de referencia absoluto y relativo.

2.1.3 Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU)

2.1.4 Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado ó Acelerado (MRUV)

2.1.5 Caída Libre y Tiro vertical. (SEGUNDO PARCIAL)

2.2 Movimiento en dos dimensiones.

2.2.1 Tiro parabólico.

Trayectoria del movimiento Parabólico.

Tiro horizontal.

Tiro oblicuo.

Componentes de la velocidad.

Solución de problemas del Movimiento Parabólico.

2.2.2 Movimiento Circular Uniforme (MCU)

2.2.3 Movimiento Circular Uniformemente Variado o Acelerado (MCUV)

UNIDAD III “LEYES DE NEWTON, TRABAJO, POTENCIA Y ENERGÍA” (20 horas)

3.1 Leyes de Newton.

3.1.1 Concepto de fuerza, tipos de fuerzas y peso de los cuerpos.

3.1.2 Fuerzas de fricción estática y dinámica.

Solución de problemas.

3.1.3 Primera ley de Newton (De la Inercia).

3.1.4 Segunda ley de Newton (De la masa).

Diferencia entre masa y peso.

Unidades de medida.

3.1.5 Tercera ley de Newton (De acción y reacción).

3.1.6 Ley de la Gravitación Universal.

Solución de problemas.

3.2 Trabajo, potencia y energía mecánicos.

3.2.1 Trabajo mecánico.

3.2.2 Potencia mecánica.

3.2.3 Energía mecánica (potencial y mecánica)

Ley de la conservación de la energía.

UNIDAD I “INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LA FÍSICA”

1.1 GENERALIDADES

La palabra Física proviene del vocablo griego PHYSIKE que significa naturaleza. La Física es una de las ciencias naturales que el hombre ha venido estudiando e investigando a fin de explicarse muchos de los fenómenos que suceden a su alrededor.

La Física: es la ciencia que estudia la materia y la energía, y el modo como éstas se relacionan.

La Física es por excelencia la ciencia de la medición, ya que cuando el hombre logra medir un fenómeno, se acerca notablemente a la comprensión del mismo y tiene la posibilidad de utilizar esos conocimientos para lograr un mejor nivel de vida.

La Física ha hecho grandes aportaciones a la Medicina, Biología, Química, Astronomía, Geografía, así como a la Tecnología; lo que ha permitido la construcción de puentes, carreteras, edificios, complejos industriales, computadoras, aparatos utilizados en la medicina, equipos de radiotelecomunicación, así como la exploración del Universo mediante naves espaciales.

ANTECEDENTES HISTÓRICOS DE LA FÍSICA

La Física tiene sus orígenes con los antiguos griegos, quienes trataron de explicarse el origen del Universo y el movimiento de los planetas.

Demócrito (460-370 A.C.) consideraba que la materia estaba constituida por pequeñas partículas indivisibles y que se movían en un vacío.

Aristóteles (384-322 A.C.) sostenía que la materia es continua y compacta, quien no aceptó ningún vacío en la naturaleza.

Otros explicaban que la materia estaba constituida por cuatro elementos básicos: Tierra, Aire, Agua y Fuego.

Aristarco (300 A.C.) ya consideraba que la Tierra se movía alrededor del Sol.

Galileo Galilei (1564-1642) este científico italiano comprobó que la Tierra giraba alrededor del Sol. También construyó su propio telescopio y demostró que las estrellas estaban a enormes distancias, además descubrió manchas en el Sol.

Isaac Newton (1643-1727) este científico inglés describió el movimiento de los cuerpos celestes por medio de su ley de la Gravitación Universal.

Michael Faraday (1791-1867) físico y químico inglés estudioso de la fuerza eléctrica y magnética, quien descubrió la inducción electromagnética.

Henry Hertz (1857-1894) produjo ondas electromagnéticas y quedó demostrado que la luz es también un movimiento de ondas de la misma clase.

John Dalton a principios del siglo XIX consideró que todas las cosas estaban formadas por pequeñas partículas llamadas átomos.

Becquerel en 1896 descubrió que los átomos de uranio desprendían partículas más pequeñas, con lo cual se consideró que el átomo no era la partícula más pequeña, sino que estaba constituido por otras.

Thompson, Rutherford y Bohr hicieron más experimentos atómicos llegando a concluir que el átomo es como un pequeño sistema solar, en el que los electrones de carga negativa giran alrededor del núcleo, el cual está compuesto de protones de carga positiva y de neutrones sin carga eléctrica.

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Los descubrimientos de la radiactividad abrieron un nuevo campo para la Física. Aparecieron varias teorías entre las que destacan:

La teoría cuántica de la luz de Max Planck.

La teoría de la relatividad de Albert Eintein.

La teoría de la mecánica ondulatoria de Luis de Broglie.

Entre las diferentes energías, la atómica ha comenzado a utilizarse con fines pacíficos para el desarrollo de los países que poseen dicha energía. Las leyes de la indestructibilidad de la materia y de la energía se han fusionado.

La suma de la materia y la energía en el Universo es constante, pero la materia puede convertirse en energía y viceversa.

1.1.1 LA FÍSICA Y SU IMPACTO EN LA CIENCIA Y LA TECNOLOGÍA

¿Te has preguntado alguna vez si la Física y su estudio es importante para ti?

Al producirse un corto circuito en tu casa o la del vecino, ¿Sabes como describir la falla, corregirla y restablecer la energía eléctrica?

Cuando en reuniones familiares o sociales se platica de los temas siguientes:

• Inversión térmica.

• Contaminación de ríos, mares, aire y suelo.

• Comunicación vía satélite, prácticamente instantánea a cualquier parte del mundo.

• Viajes interplanetarios.

• Telefonía celular.

• Rayo láser y su empleo en armas de guerra, o para usos pacíficos como en

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