Ies villa de mazo departamento de física y química
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IES VILLA DE MAZO DEPARTAMENTO DE FÍSICA Y QUÍMICA U.D.1.- MAGNITUDES FÍSICAS 1.- MAGNITUDES FÍSICAS.- Llamamos magnitud a todo lo que se puede medir: el tiempo, la masa, la longitud, la superficie, el volumen, la temperatura, etc.. Las Magnitudes físicas son la base del trabajo científico. Medir una magnitud consiste en compararla con otra de la misma naturaleza que se elige como unidad patrón. MAGNITUDES FUNDAMENTALES Son magnitudes comunes a todos los cuerpos y, además intervienen en todos los fenómenos físicos, y se pueden medir directamente, como por ejemplo el tiempo con un reloj. Enumera otras magnitudes y el instrumento que se usa para su medida: ........................................ se mide con................................... ........................................ se mide con................................... ........................................ se mide con................................... MAGNITUDES DERIVADAS Son aquellas que se miden indirectamente porque se ha de realizar una operación matemática para determinarlas; por ejemplo, la fuerza se calcula multiplicando la masa de un cuerpo por la aceleración que adquiere ese cuerpo. Enumera otras magnitudes derivadas y las magnitudes necesarias para calcularlas. ............................................ .............................................................. ............................................ .............................................................. ............................................ .............................................................. ACTIVIDAD Nº 1: Completa el siguiente cuadro:
2.- UNIDADES DE MEDIDA.- La elección de unidades es arbitraria, por lo que éstas deben cumplir ciertas condiciones: ser constantes, universales y fáciles de reproducir. El Sistema Internacional de Medidas (S.I.) es el más extendido, y las unidades de las magnitudes más corrientes en este sistema son: Magnitudes Unidades MASA kilogramo TIEMPO Segundo LONGITUD Metro TEMPERATURA Kelvin Estudiaremos también otras unidades porque a veces resulta más cómodo utilizar múltiplos o submúltiplos cuando las cantidades son muy grandes o muy pequeñas, respectivamente. Unidades de MASA: su unidad en el S.I. es el kilogramo (kg). Veamos los submúltiplos del mismo: 1 kg = 10 hg = 100 dag= 1000 g = 10000 dg = 100000 cg = 1000000mg Unidades de LONGITUD: la unidad en el S.I. es el metro. En este caso nos encontramos con múltiplos y submúltiplos. La longitud de 1 metro se puede expresar en otras unidades: 0,001 km = 0,01 hm = 0,1 dam = 1 m = 10 dm = 100 cm = 1000 mm ACTIVIDAD Nº 2 1.) Prefijos de los múltiplos y submúltiplos de la unidad. 2.) Nombrar los múltiplos y submúltiplos de la unidad de longitud. 3.) Indicar sus equivalencias de forma exponencial (potencia de diez ) y decimal. Unidades de TIEMPO: la unidad de tiempo en el S.I. es el segundo (s). Otras unidades también son muy comunes: el minuto, la hora, el día, la semana, etc.. Veamos las equivalencias más comunes: 1 año = 365 días; 1 día = 24 h; 1h = 60 min; 1 min = 60 s; 1 h = 3600 s (60 x 60) Algunas Unidades Derivadas: 1.- SUPERFICIE.- es una magnitud que deriva de la longitud elevada al cuadrado, es decir: largo x ancho, por tanto su unidad es el metro cuadrado - m2-. 2.- VOLUMEN.- es una magnitud que deriva de la longitud elevada al cubo, es decir, superficie x alto. Aunque es más frecuente el uso de las unidades litro y mililitro. Debes recordar: 1 l = 1 dm3; 1 ml = 1 cm3 (= cc). ACTIVIDAD Nº 3: Haz una tabla con las equivalencias del metro cuadrado. ACTIVIDAD Nº 4: 1.) ¿1 l cuántos m3 son ? 2.) Transformar en m3 28400 ml. 3.- CAMBIO DE UNIDADES.- Como ya hemos mencionado anteriormente los cambios de unidades son una necesidad sobre todo para usar un lenguaje común. Se ha establecido un sistema internacional de unidades y medidas, S.I:, con el cual vamos a trabajar. Los cambios de unidades se harán por factores de conversión. Un factor de conversión es una proporción (fracción) entre una igualdad (equivalencia). ACTIVIDAD Nº 5: Expresa en unidades del S.I. las siguientes cantidades: 20cm; 3h; 200g; 15años; 840mg; 5km ACTIVIDAD Nº 6: Indica qué magnitud derivada se está midiendo, de qué magnitudes derivan y haz los cambios de unidades correspondientes. 90km/h; 1 l; 1g/ml; 7,2km/min2; 330 cm3; 72km/h 4.- INSTRUMENTOS DE MEDIDA.- Al utilizar cualquier aparato de medida lo primero que debemos conocer son sus particularidades: - Funcionamiento (de como utilizarlo). - Escala (unidades con que opera). - Sensibilidad (mínima cantidad que puede medir). ACTIVIDAD Nº 7: Haz un dibujo de los instrumentos de medida utilizados para medir las magnitudes fundamentales estudiadas en este tema. ¿Sabrías decirme qué aparato utilizarías para medir la magnitud derivada superficie?. 5.- LIMITACIONES EN LAS MEDIDAS: ERRORES: Cuando medimos, la medida obtenida está acompañada de un ERROR, debido a: imprecisión de los aparatos, procedimiento indirecto empleado, equivocaciones naturales, fallos humanos,.... Los ERRORES cometidos son por EXCESO, cuando el valor observado es superior al real , o por DEFECTO, cuando el valor observado es inferior al real. Se denomina ERROR ABSOLUTO a la diferencia entre el valor obtenido y la medida exacta Ea = m’ - m Como la medida exacta no se conoce, en la práctica se toma por valor exacto la media aritmética de las medidas efectuadas. Se denomina ERROR RELATIVO al cociente entre el error absoluto y la medida exacta. Er = Ea m El error relativo nos da idea de la precisión de una medida. Se da en tanto por ciento. El error absoluto únicamente indica la cuantía del error, es decir, en cuánto nos hemos equivocado. El error relativo indica el grado de precisión y exactitud de una medida. ACTIVIDAD Nº 8: Calcular los errores absoluto y relativo de un experimento en el que se han medido los tiempos de un suceso con un reloj que aprecia décimas de segundo: 5,4; 5,2; 5,4; 5,5; 5,3; 5,1. EJERCICIOS DE MAGNITUDES FÍSICAS PARA RESOLVER EN CLASE 1.- Indica cuáles de los siguientes conceptos pueden ser considerados magnitudes físicas: edad, tamaño, volumen, color, inteligencia, simpatía, grosor, olor, velocidad, electricidad, fuerza y área. 2.- Haz dos grupos con las siguientes magnitudes, según sean fundamentales o derivadas: velocidad, tiempo, temperatura, volumen, peso, masa, aceleración y área. 3.- Ordena de mayor a menor las siguientes velocidades: a) 1 m / s, b) 15 m / min, c) 12 cm / s, d) 3 km / h, e) 6 m / h. 4.- Relaciona mediante flechas cada magnitud indirecta con las magnitudes directas que la definen
5.- Pasar las siguientes cantidades a las unidades del S.I.: a) 2,5 años b) 40min c) 2000 cm / s d) 90 Km / h e) 72 Km / h f) 3 Km g) 6,7 mg h) 3 h i) 2 m / s2; j) 3 m / min2 k) 6 g / ml l) 625 cm3. 6.- Tienes un paquete que contiene 500 folio, ¿cómo hallarías el grosor de cada uno de ellos?. 7.- Idea una experiencia para medir el volumen de un pequeña piedra. 8.- Un señor sale de su casa a las 8 h de la mañana y llega a la oficina a las nueve menos cuarto, ¿cuántas horas tarda en llegar?. ¿Cuántos minutos le supone el trayecto?. ¿Sabrías decir cuántos segundos transcurren desde que sale de su casa hasta que llega a la oficina?. 9.- Expresa en unidades del S.I. las siguientes cantidades: a) 148 cm f) 28 g b) 36 km g) 12 min c) 283400 mg h) 90 km / h d) 20 dm2 i) 15 hg e) 8 km + 900 m + 1500 cm j) 3 h + 15 min + 30 s 10.- Se realizan medidas de la masa de un objeto con una balanza que aprecia gramos y que marca 1 g cuando sobre la balanza no hay situada ninguna masa. Diversas personas han obtenido los valores: 2,234 kg; 2,325 kg; 2,327 kg. Indica cuál será el valor más probable de la medida. 11.- Se ha medido el diámetro de un alambre a lo largo de su longitud con un pálmer que aprecia centésimas de milímetro, obteniéndose los siguientes resultados ( en mm). Calcula el valor más probable de la medida.
EJERCICIOS MAGNITUDES FÍSICAS PARA ENTREGAR AL FINALIZAR EL TEMA1.- De las siguientes magnitudes indica cuáles de ellas son fundamentales y cuáles derivadas:
2.- Relaciona cada magnitud indirecta con las magnitudes directas que la definen:
3.- Escribe al lado de cada magnitud el instrumento de medida más adecuado:
4.- ¿A qué se llama unidad de medida? 5- Expresa las unidades correspondientes en el S.I.:
6.- Explicar si son o no magnitudes las siguientes características:
7.- Expresa en minutos y en horas las siguientes cantidades expresadas en segundos:
8.- Un señor sale de su casa a las 8 h de la mañana y llega a la oficina a las nueve menos cuarto, ¿cuántas horas tarda en llegar?, ¿cuántos minutos le supone el trayecto?, ¿sabrías decir cuántos segundos transcurren desde que sale de su casa hasta que llega a la oficina?. 10.- Expresa en unidades del S.I. las siguientes cantidades:
11.- Expresa en unidades del S.I. las siguientes cantidades:
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