Actividades de física

Indice1. Actividad 1 2. Actividad 2 3. Actividad 3 4. Actividad 4 5. Actividad 5 6. Actividad 6 7. Actividad 7

1. Actividad 1

1. ¿Qué es el sistema solar?

2. El Sistema Solar constituye en realidad una minúscula fracción de la Via Láctea. Esta formado por el Sol, nueve planetas con sus respectivos satélites y por asteroides, meteoroides, cometas y polvo cósmico. Los conocimientos actuales han permitido descubrir la presencia de rayos cósmicos solares y galácticos, campos magnéticos planetarios, interplanetarios y galácticos y viento solar. ¿Hasta donde llegan los limites del Sistema Solar? ¿Mas allá de Plutón puede haber un ultimo planeta?. Se cree que existe un cinturón de cometas, conocido como nube de Oort, situado a medio camino entre el sol y la estrella mas cercana, alfa Centauro, que se halla a 4,5 años luz, o sea a unas 268000 U.A. Este cinturón de cometas abarcaría un volumen de 10000 millones de veces mayor que el ocupado por los planetas solares, incluido Plutón.

   Esquema del Sistema Solar

   

   Es la distancia entre la tierra y el sol y equivale a: 1U.A = 1,497 x 1011m = 1.581 x 10-5 años luz.

3. ¿Qué es una Unidad Astronómica?
4. Magnitudes de los planetas

U.A = 149 700 000 Km. (Distancia media entre la tierra y el Sol

1. Con los datos anteriores calcule:
2. 0. La distancia entre cada planeta y el sol expresando en Km y unidades astronómicas

Distancia de cada planeta al sol:

U.A = 149 700 000 Km. (Distancia media entre la tierra y el Sol

Distancia entre cada planeta:

U.A = 149 700 000 Km. (Distancia media entre la tierra y el Sol

1. La distancia entre la Tierra y Mercurio

1. – 0.387 = 0,613

1. La distancia entre Plutón y Mercurio

2. 39.912 – 0.387 = 39,525

   19.165 – 1.524 = 17,641

3. La distancia entre Urano y Marte

   120000= 400 12300 41

4. La relación de los radios de Saturno y venus
5. La relación del diámetro de la Tierra a Neptuno

12740 = 182 12390 177

2. Actividad 2

1. Reglas de redondeo

• Si el digito a eliminar es > 5 el digito retenido aumenta en uno.

• Si el digito a eliminar es < 5 el digito retenido se mantiene.

• Si el digito a eliminar es 5 y el retenido impar el retenido aumenta en uno.

• Si el digito a eliminar es 5 y el retenido par, el retenido se mantiene.

1. Reglas de cada operación en relación a cifras significativas

• El sumando que tenga menos decimales permanece en el resultado, en otras palabras la suma depende del sumando de menos decimales esta regla debe ser aplicada tanto para la resta como para la suma.

72.13 -17.03987 57.09013

• En la multiplicación y división el numero de cifras significativas en la respuesta final es el mismo numero de cifras significativas en la menos precisa, donde "menos precisa" significa "la que tiene el número de menor de cifras significativas".

(1,1)(934.75) = 1028.225 = 1.028225 x 10 3 = 1.0 x 103

3. Actividad 3

Escribir 5 formulas físicas y demostrar si son homogéneas

• X = Vt + 1/2at

X = LT-1T + 1/2LT-2T X = L T+ 1/2L T T T2X = L + 1/2L 2L = L + L 2L = 2L (Si es homogénea)

• X = (VF + VO /2)t

X = (LT-1 + LT-1/2)T X = (2LT-1/2)T X = LT-1T X = L T T L = L (Si es homogénea) 

• Xmax = VF * tv

Xmax = LT-1 T Xmax = L T

L = L(Si es homogénea) 

• VF = Vo + at

VF = LT-1 + LT-2T VF = L + L T T T2VF = L + L T T VF = 2L T VF = 2LT-1 LT-1 = 2LT-1(No es homogénea)

• X = VF2 – VO2 / 2a

X = (LT-1)2 – (LT-1)2 / 2LT-2X = L2T-2 – L2T-2 / 2LT-2L(2LT-2) = 0 L(2L) = 0 T2 2L2 = T2 (No es homogénea)

4. Actividad 4

1. Magnitudes físicas y el Sistema Internacional de Unidades (S.I)

La física se ocupa casi exclusivamente de cantidades mensurables. Por tanto es muy importante saber exactamente que es lo que se entiende por medida. Magnitud.- Es todo aquello que puede ser medido. Medida.- Es la comparación de una magnitud con otra de la misma especie, que arbitrariamente se toma como unidad. La magnitud de una cantidad física se expresa mediante un numero de veces la unidad de medida. En el estudio de la física se distinguen dos tipos de magnitudes: fundamentales y derivadas. Las Magnitudes Fundamentales no se definen en términos de otras magnitudes y dependen del sistema de unidades. En el sistema absoluto, las magnitudes fundamentales son:

Las magnitudes derivadas se forman mediante la combinación de las magnitudes fundamentales. Ejemplo:

Las Magnitudes Suplementarias son aquellas que no han sido clasificadas como fundamentales o derivadas.

Sistema de Unidades

El sistema absoluto esta formado por:

• El sistema MKS (SI):Metro , kilogramo, segundo
• El sistema CGS: centímetro, gramo, segundo
• El sistema FPS: pie, libra, segundo

El sistema técnico esta formado por:

• El sistema MKS(europeo): metro, unidad técnica de masa, segundo.
• El sistema FPS(inglés): pie, libra, segundo

1. Instrumentos de medida

• Pie de rey

Es un instrumento con escala o patrón fijo rectilíneo, para medir grosores, diámetros,etc.

• Nonio o Vernier

Dispositivo utilizado para efectuar medidas de precisión y basado en dos escalas con movimiento relativo entre ambas. Bien sea en forma lineal o circular. Por cada n divisiones de una escala, corresponde n-1 en la otra, y la división de esta ultima que coincida exactamente con la de la primera indica, con la aproximación de 1/n, la medida efectuada.

• Palmer

Es un instrumento para medir espesores, formado por un tornillo micrométrico de 1mm de paso de rosca, con la cabeza dividida de gralte. en 100 partes, por lo que aprecia hasta 0.01mm.

• Esferómetro

Es un instrumento para medir pequeños espesores y determinar el radio de curvatura de superficies esféricas.

• Cronómetro

Es un reloj de alta precisión para medir fracciones tiempo muy pequeñas.

5. Actividad 5

Factores de Conversión Tiempo: 1 s = 1.667 x 10-2 min = 2.778 x 10–4 h = 3.169 x 10-8 año 1 min = 60s = 1.667 x 10-2h = 1.901 x 10-6año 1 h = 3600s = 60min = 1.141×10-4año 1 año = 3.156 x107s = 5.259 x 105min = 8.766 x103h

Longitud: 1 m = 102cm = 39.37 pulg = 6.214 x 10-4 mi 1 mi = 5280 pie n= 1.609 km 1 pulg = 2.540 cm 1 Å (angstrom9 0 10-8 cm = 1010m = 10-4 μ(micron) 1 μ = 10-6 m 1 U.A (unidad astronomica) = 1.496 x 1011m 1 año luz = 9.46 x 1015m 1 parsec = 3.084 x 1016 m

Angulo: 1 radian = 57.3° 1° = 1.74 x 10-2 rad 1´ = 2.91 x 10-4rad 1" = 4.85 x 10-6rad

Area: 1 m2 = 104 cm2 =1.55 x10-5pulg2= 10.76 pie21 pulg2 = 6.452 cm21 pie = 144 pulg2 = 9.29 x 10-2 m2

Volumen: 1 m2 = 106 cm3 = 103 litros = 35.3 pie3 = 6.1 x 104 pulg31 pie3 = 2.83 x 10-2 m3 = 28.32 litros

Velocidad: 1 m s-1 = 102 cm s-1 = 3.281 pie s-11 pie s-1 = 30.48 cm s-11km min-1 = 60km h-1 = 16.67 m s-1

Aceleración: 1 m s-2 = 102 cm s-2 = 3.281 pie s-21 pie s-2 = 30.48 cm s-2

Masa: 1 kg = 103 g = 2.205 lb 1 lb = 453,6 kg = 0.4536 kg 1 uma = 1.6604 x 10-27 kg

Fuerza: 1 N = 105 dina = 0.2248 lbf = 0.102 kgf 1 dina = 10-5 N = 2.248 x 10 –6 lbf 1 lbf = 4.448 N = 4.448 x 105 dina 1kgf = 9.81 N

Presión: 1 N m-2 = 9.265 x 10–6 atm =1.450 x 10-4 lbf pulg-2 = 10 dina cm-21 atm = 14,7 lbf pulg-2 = 1.013 x 105 N m-21 bar = 106 dina cm-2

Potencia: 1 W = 1.341 x 10-3 hp 1hp = 745.7 W

Temperatura: K = 273.1 + °C °C = 5/9(°F – 32) °F = 9/5°C + 32

Energía: 1 J = 107 ergs = 0.239 cal = 6.242 x 1018 eV 1 eV = 10-6 MeV = 1.60 x 10-12 erg = 1.07 x 10-9 uma 1 cal = 4.186 J = 2.613 x 1019 eV = 2.0807 x 1010 uma 1 uma = 1.492 x 10-10J = 3.564 x 10-11 cal = 931.0 MeV

Carga Eléctrica: 1 C = 3 x 109 stC 1 stC = 1/3 x 10-9C

Corriente: 1 A = 3 x 109 stA 1 stA = 1/3 x 10-9ª1 μA = 10-6 A, 1 mA = 10-3 A

Campo Eléctrico: 1 N C-1 = 1 V m-1 = 10-2 Vcm-1 = 1/3 x 10-4 stV cm-1

Potencial Eléctrico: 1 V = 1/3 x 10-2stV 1 stV = 3 x 102V

Resistencia:1 Ω = 106 μΩ 1 MΩ = 106Ω

Capacitancia: 1 F = 9 x 1011 stF 1 stF = 1/9 x 10-11F1 μF = 10-6 F, 1 pF = 10-12 F

Campo Magnético: 1 T = 104 gauss, 1 gauss = 10-4 T

Flujo Magnético: 1 Wb = 108 maxwell 1 maxwell = 10–8 Wb

Campo Magnetizante: 1 A m-1 = 4π x 10-3 oersted1 oersted = 1/4π x 103 A m-1

6. Actividad 6

a. Teoría de Errores El significado de la palabra “error'' no es muy preciso, puesto que con frecuencia autores diferentes lo emplean con sentidos diferentes. En un sentido amplio puede considerarse el error como una estimación o cuantificación de la incertidumbre de una medida. Cuanto más incierta sea una medida, tanto mayor será el error que lleva aparejado. Suelen distinguirse dos tipos de errores: errores sistemáticos y accidentales.

• Errores sistemáticos
• Errores accidentales
• Expresión de los errores
• • Error absoluto
  • Error relativo
  • Cifras significativas
• Redondeo de números

Errores sistemáticos Como su nombre indica, no son debidos al azar o a causas no controlables. Pueden surgir de emplear un método inadecuado, un instrumento defectuoso o bien por usarlo en condiciones para las que no estaba previsto su uso. Por ejemplo, emplear una regla metálica a una temperatura muy alta, puede introducir un error sistemático si la dilatación del material hace que su longitud sea mayor que la nominal. En este caso, todas las medidas pecarán (sistemáticamente) por defecto. El error podría evitarse eligiendo un material de coeficiente de dilatación bajo o controlando la temperatura a la que se mide. Medir temperaturas con un termómetro graduado en grados Farenhait, suponiendo por equivocación que está graduado en grados Celsius, introduce también un error sistemático en la medida. El error se evita en este caso recabando información sobre la escala del termómetro. Los errores sistemáticos no son objeto de la teoría de errores. Realmente son equivocaciones que pueden y deben evitarse, empleando métodos e instrumentos de medida correctos y adecuados a los fines que se deseen obtener.

Errores accidentales Estos son los que llamaremos simplemente errores en el sentido técnico de la palabra. Son incertidumbres debidas a numerosas causas incontrolables e imprevisibles que dan lugar a resultados distintos cuando se repite la medida en condiciones idénticas. Los errores accidentales, o errores propiamente dichos, parecen fruto del azar, y por ello reciben el nombre de errores aleatorios. Pueden ser debidos a la acumulación de muchas incertidumbres sistemáticas incontrolables o bien pueden provenir de variaciones intrínsecamente aleatorias a nivel microscópico. En ambos casos el resultado es que las medidas de una magnitud siguen una distribución de probabilidad, que puede analizarse por medios estadísticos. Aunque la presencia de los errores accidentales no pueda evitarse, sí puede estimarse su magnitud por medio de estos métodos estadísticos

Expresión de los errores

• Error absoluto
• Error relativo
• Cifras significativas

Error Absoluto Para reducir el error se deben efectuar medidas de objeto. Supóngase que sobre una longitud se obtienen los siguientes resultados: 17.38 cm, 17.33 cm y 17.40 cm. Debemos obtener la media aritmética de las mediciones para así obtener el valor mas probable de la medición. L= 17.38 + 17.33 + 17.40 = 17.37 cm3 A continuación calculamos la desviación absoluta o error absoluto así: Error Absoluto = medición – media aritmética

1. 17.38 – 17.37 = 0.01 cm
2. 17.33 – 17.37 = -0.04 cm
3. 17.40 – 17.37 = 0.03 cm

Después sumamos los resultados anteriores y lo dividimos por el numero de mediciones y así encontramos la desviación media. __Δl = + 0.01+0.04+0.03 = 0.03 cm3 Este resultado lo representamos de la siguiente forma: L = (17.37 + 0.03) cm

Error Relativo Este se calcula sobre una sola medición. Se obtiene una mediada de tan solo 17.38 cm esta obtenida con una regla calibrada en milímetros; La desviación absoluta corresponde a la mitad de un milímetro, o sea, 0.05cm. A continuación definimos el error relativo como el cociente entre el error absoluto y la medición. N = 0.05 cm = 0.0029 17.38 cm N = 0.3%

b. Términos

• Contratación.- Mediante este proceso podemos comprobar la exactitud de la medida.
• Ajuste.- Es una medida proporcionada de las partes de una cosa para ajustarse.
• Tolerancia.- Mediante esta podemos decir que el valor de la medida puede aumentar o puede disminuir.
• Exactitud.- Es la fidelidad en la ejecución de algo.
• Precisión.- Exactitud, cierto determinado.
• Sensitividad.- Perteneciente a los sentidos corporales.
• Fiabilidad.-
• Sensibilidad.- Facultad de sentir, propia de los seres vivos.

7. Actividad 7

1. Interpolación.

2. Es un proceso mediante el cual, conocidos los valores que toma una función en dos puntos a,b, se determina, con cierto grado de aproximación, el valor que toma en un punto comprendido entre a y b.

   Mediante este proceso se puede determinar el valor de una función‌ en un exterior a un intervalo del que se conocen sus valores.

3. Extrapolación
4. Proceso de Linealización de Curvas

Este Proceso de Linealización consiste en convertir las rectas de un plano cartesiano en vectores.

Autor:

Andres Gonzalo Constante Murillo

Segundo Año Ing. Sistemas Universidad Laica Eloy Alfaro de Manta Ecuador