Actividades de la Física

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Actividades de física
Indice
1. Actividad 1
2. Actividad 2
3. Actividad 3
4. Actividad 4
5. Actividad 5
6. Actividad 6
7. Actividad 7
1. Actividad 1
a.
¿Qué es el sistema solar?
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
b.
¿Qué es una Unidad Astronómica?
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.
c.
Magnitudes de los planetas
PLANETA A PARTIR
DEL SOL

Mercurio

Venus

Tierra

Marte

Júpiter

Saturno

Urano

Neptuno

Plutón
DIÁMETRO
EN Km

4990

12390

12740

6899

139900

115100

51000

50000

5900
DIST. AL SOL EN
U.A

0.387

0.723

1.000

1.524

5.203

9.515

19.165

30.027

39.912
GRAVEDAD
EN m/s2

2.65

8.50

9.81

3.72

25.89

11.48

9.03

14.13

8.13
DENSIDAD
EN g/cm3

3.80

4.94

5.52

4.00

1.25

0.71

1.26

1.60

9.72
DURACIÓN
DEL AÑO (Días)

88.00

224.70

365.26

687.00

11.86

29.44

84.01

164.80

247.70
U.A = 149 700 000 Km. (Distancia media entre la tierra y el Sol
d.
Con los datos anteriores calcule:
1.
La distancia entre cada planeta y el sol expresando en Km y unidades
astronómicas
Distancia de cada planeta al sol:
PLANETA A
PARTIR DEL SOL

Mercurio

Venus

Tierra

Marte

Júpiter

Saturno

Urano

Neptuno

Plutón
DIST. AL
SOL EN U.A

0.387

0.723

1.000

1.524

5.203

9.515

19.165

30.027

39.912
DIST. AL SOL EN Km









57933900
108233100
149700000
228142800
778889100
1424395500
2869000500
4495041900
5974826400
U.A = 149 700 000 Km. (Distancia media entre la tierra y el Sol
Distancia entre cada planeta:
PLANETAS
DISTANCIA EN U.A
DISTANCIA EN Km.












































































































Mercurio y Venus
Mercurio y Tierra
Mercurio y Marte
Mercurio y Júpiter
Mercurio y Saturno
Mercurio y Urano
Mercurio y Neptuno
Mercurio y Plutón
Venus y Tierra
Venus y Marte
Venus y Júpiter
Venus y Saturno
Venus y Urano
Venus y Neptuno
Venus y Plutón
Tierra y Marte
Tierra y Júpiter
Tierra y Saturno
Tierra y Urano
Tierra y Neptuno
Tierra y Plutón
Marte y Júpiter
Marte y Saturno
Marte y Urano
Marte y Neptuno
Marte y Plutón
Júpiter y Saturno
Júpiter y Urano
Júpiter y Neptuno
Júpiter y Plutón
Saturno y Urano
Saturno y Neptuno
Saturno y Plutón
Urano y Neptuno
Urano y Plutón
Neptuno y Plutón
0,336
0,613
1,137
4,816
9,128
18,778
29.64
39,525
0,277
0,801
4,48
8,792
18,442
29,304
39,189
0.524
4,203
8.515
18.165
29.027
38.912
3,679
7,991
17,641
28,503
38,388
4,312
13,962
24,824
34,709
9,65
20,512
30,397
10,862
20,747
9,885
50299200
91766100
170208900
3472120243,2
1366461600
2811066600
4437108000
5916892500
41466900
119909700ç
670656000
1316162400
2760767400
4386808800
5866593300
78442800
629189100
1274695500
2719300500
4345341900
5825126400
550746300
1196252700
2640857700
4266899100
5746683600
645506400
2090111400
3716152800
5195937300
1444605000
3070646400
4550430900
1626041400
3105825900
1479784500
U.A = 149 700 000 Km. (Distancia media entre la tierra y el Sol
2.
La distancia entre la Tierra y Mercurio
1.0
– 0.387 = 0,613
3.
La distancia entre Plutón y Mercurio
39.912 – 0.387 = 39,525
4.
La distancia entre Urano y Marte
19.165 – 1.524 = 17,641
5.
La relación de los radios de Saturno y venus
120000= 400
12300
41
6.
La relación del diámetro de la Tierra a Neptuno
12740 = 182
12390
177
2. Actividad 2
a.




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.
b.
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
T2
X = L + 1/2L
2L = L + L
2L = 2L (Si es homogénea)

X
X
X

X = (VF + VO /2)t
(LT-1 + LT-1/2)T
(2LT-1/2)T
=
LT-1T
LT
T
L =
L (Si es homogénea)
=
=
X
=
Xmax =
VF * tv
Xmax =
LT-1 T
Xmax =
LT
T
L =

L(Si es homogénea)
VF
=
=
VF
VF
=
Vo + at
LT-1 + LT-2T
L +LT
T2
L +L
T
VF
=
T
VF
T
=
2L
T
VF
=
LT-1 =

X
2LT-1
2LT-1(No es homogénea)
X
=
VF2 - VO2 / 2a
-1
2
=
(LT ) – (LT-1)2 / 2LT-2
X
= L2T-2 – L2T-2 / 2LT-2
L(2LT-2) = 0
L(2L) = 0
T2
2L2
= T2 (No es homogénea)
4. Actividad 4
a.
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:
Magnitud
Longitud
Masa
Tiempo
Temperatura
Cantidad de sustancia
Intensidad luminosa
Intensidad de corriente
Unidad
metro
kilogramo
segundo
kelvin
mol
candela
amperio
Símbolo
m
kg.
s
0k
mol
cd
A
Dimensión
L
M
T
Ө
N
I
Las magnitudes derivadas se forman mediante la combinación de las magnitudes fundamentales.
Ejemplo:
Magnitud
Velocidad
Aceleración
Fuerza
Densidad
Energía
Unidad
Símbolo
metro/segundo
m/s
metro/segundo2
m/s2
Newton
N
kilogramo/metro3
kg/m3
joule
J
Dimensión
LT -1
LT-2
MLT -2
ML3
ML 2T-2
Las Magnitudes Suplementarias son aquellas que no han sido clasificadas como fundamentales o
derivadas.
Magnitud
Unidad
Símbolo
Dimensión
Angulo plano
Angulo Solido
radian
Estereoradian
Rad
Ss
∞
ω
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
b.
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
= 1.141x10-4año
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 pie2
1 pulg2 = 6.452 cm2
1 pie = 144 pulg2 = 9.29 x 10-2 m2
Volumen:
1 m2 = 106 cm3 = 103 litros
= 35.3 pie3 = 6.1 x 104 pulg3
1 pie3 = 2.83 x 10-2 m3 = 28.32 litros
Velocidad:
1 m s-1 = 102 cm s-1 = 3.281 pie s-1
1 pie s-1 = 30.48 cm s-1
1km min-1 = 60km h-1 = 16.67 m s-1
Aceleración:
1 m s-2 = 102 cm s-2 = 3.281 pie s-2
1 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 -2
1 atm = 14,7 lbf pulg-2 = 1.013 x 105 N m-2
1 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 10-9A
1 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 10-11F
1 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 oersted
1 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
o
Error absoluto
o
Error relativo
o
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 cm
3
A continuación calculamos la desviación absoluta o error absoluto así:
Error Absoluto = medición – media aritmética
1.
2.
3.
17.38 – 17.37 = 0.01 cm
17.33 – 17.37 = -0.04 cm
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 cm
3
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
a.
Interpolación.
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.
b.
Extrapolación
Mediante este proceso se puede determinar el valor de una función en un exterior a un intervalo del que se
conocen sus valores.
c.
Proceso de Linealización de Curvas
Este Proceso de Linealización consiste en convertir las rectas de un plano cartesiano en vectores.
Trabajo enviado por:
Andres Gonzalo Constante Murillo
[email protected]
Segundo Año
Ing. Sistemas
Universidad Laica Eloy Alfaro de Manta
Ecuador