Capitulo 2 - Magnitudes Físicas - Notación Científica
Capitulo 2 - Magnitudes Físicas - Notación Científica
Capitulo 2 - Magnitudes Físicas - Notación Científica
MAGNITUDES
FÍSICAS
MAGNITUDES FÍSICAS
Es todo aquello que se puede expresar cuantitativamente, dicho en otras
palabras es susceptible a ser medido.
¿Para qué sirven las magnitudes físicas? sirven para traducir en núme-
ros los resultados de las observaciones; así el lenguaje que se utiliza en
la Física será claro, preciso y terminante.
CLASIFICACIÓN DE LAS MAGNITUDES FÍSICAS
1.- POR SU ORIGEN
A) Magnitudes Fundamentales
Son aquellas que sirven de base para escribir las demás magnitudes.
En mecánica, tres magnitudes fundamentales son suficientes: La
longitud, la masa y el tiempo.
Las magnitudes fundamentales son:
Longitud (L) , Intensidad de corriente eléctrica (I)
Masa (M) , Temperatura termodinámica (θ)
Tiempo (T) , Intensidad luminosa (J)
Cantidad de sustancia (µ)
B) Magnitudes Derivadas
Son aquellas magnitudes que están expresadas en función de las
magnitudes fundamentales; Ejemplos:
Velocidad , Trabajo , Presión
Aceleración , Superficie (área) , Potencia, etc.
Fuerza , Densidad
C) Magnitudes Suplementarias
(Son dos), realmente no son magnitudes fundamentales ni deriva-
das; sin embargo se les considera como magnitudes fundamentales:
Ángulo plano (φ) , Ángulo sólido (Ω)
12 Jorge Mendoza Dueñas
A) Magnitudes Escalares
Son aquellas magnitudes que están perfectamente determinadas con sólo conocer su valor numéri-
co y su respectiva unidad.
Ejemplos:
Como se verá en todos estos casos, sólo se necesita el valor numérico y su respectiva
unidad para que la magnitud quede perfectamente determinada.
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.
Ejemplos:
FUERZA DESPLAZAMIENTO
F = 5N
SISTEMA DE UNIDADES
La necesidad de tener una unidad homogénea para Convencionalmente:
determinada magnitud, obliga al hombre a definir
unidades convencionales. 1 pulgada = 2,54 cm
1 pie = 30,48 cm
Origen del Sistema de Unidades: 1 yarda = 91,14 cm
2. UNIDADES SUPLEMENTARIAS
Son las unidades correspondientes a las mag- MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
nitudes suplementarias, sin embargo se les
considera como unidades de base. Angulo Plano radián rad
Angulo Sólido estereorradián sr
14 Jorge Mendoza Dueñas
CIFRAS SIGNIFICA
SIGNIFICATIVAS
TIVAS
TIV CONCEPTO DE CIFRAS SIGNIFICATIVAS
Cuando un observador realiza una medición, nota Las cifras significativas de un valor medido, están
siempre que el instrumento de medición posee una determinados por todos los dígitos que pueden
graduación mínima: leerse directamente en la escala del instrumento
de medición más un dígito estimado.
Ilustración
En el ejemplo del libro, la longitud del mismo se
puede expresar así:
33,5 cm ; 335 mm ; 0,335 m
Es notorio que el número de cifras significativas en
el presente ejemplo es tres.
El número de cifras significativas en un valor me-
dido, generalmente se determina como sigue:
La regla graduada tiene como graduación mínima el centímetro. l El dígito distinto de cero que se halle más a
la izquierda es el más significativo.
l El dígito que se halle más a la derecha es el
menos significativo, incluso si es cero.
l El cero que se coloca a la izquierda del punto
de una fracción decimal no es significativo.
20 ; tiene una cifra significativa.
140 ; tiene dos cifras significativas.
140,0 ; tiene cuatro cifras significativas.
1 400 ; tiene dos cifras significativas.
l Todos los dígitos que se hallen entre los
dígitos menos y más significativos son signi-
ficativos.
TEST
1.- Entre las alternativas, una de las unidades no corres- a) 50 millas y por 2,05 × 104 4 m
ponde a las magnitudes fundamentales del sistema b) 20 millas y por 2,1 × 10 m
internacional: c) 30 millas y por 2,14× 105 m
d) 40 millas y por 10 m
a) metro (m) e) N.A.
b) Pascal (Pa)
c) Amperio (A) 7.- Un estudiante determinado medía 20 pulg de largo
d) candela (cd) cuando nació. Ahora tiene 5 pies, 4 pulg y tiene 18 años
e) segundo (s) de edad. ¿Cuántos centímetros creció, en promedio,
por año?
2.- ¿Qué magnitud está mal asociada a su unidad base
en el S.I.? a) 6,2 cm
b) 5,3 cm
a) Cantidad de sustancia - kilogramo c) 5,4 cm
b) Tiempo - segundo d) 6,7 cm
c) Intensidad de corriente - Amperio e) 4,3 cm
d) Masa - kilogramo
e) Temperatura termodinámica - kelvin 8.- ¿Cuál de las siguientes alternativas tiene mayor nú-
mero de cifras significativas?
3.- ¿Cuál de las unidades no corresponde a una unidad
fundamental en el S.I.? a) 0,254 cm
b) 0,002 54 −×3 102 cm
a) A – Amperio c) 254 × 10−3 cm
b) mol - mol d) 2,54 ×10 m
c) C - Coulomb e) Todos tienen el mismo número
d) kg - kilogramo
e) m - metro 9.- Determine el número de cifras significativas en las si-
guientes cantidades medidas:
4.- Entre las unidades mencionadas, señala la que perte- (a) 1,007 m, (b) 8,03 cm, (c) 16,722 kg, (d) 22 m
nece a una unidad base en el S.I.
a b c d
a) N – Newton
b) Pa - Pascal a) 4 3 5 3
c) C - Coulomb b) 2 2 5 2
d) A - Amperio c) 4 3 5 2
e) g - gramo d) 1 1 3 2
e) 2 1 3 2
5.- ¿Qué relación no corresponde?
10.- ¿Cuál de las cantidades siguientes tiene tres cifras sig-
a) 1 GN = 10 N9 nificativas?
b) 2 TJ = 2×10−129 J
c) 1 nHz = 10 9Hz a) 305 cm
d) 3 MC = 3×10 C b) 0,050 0 mm
e) 5 pA = 5×10−12 A c) 1,000 81 kg
d) 2m
6.- Al convertir una señal de camino al sistema métrico, sólo e) N.A.
se ha cambiado parcialmente. Se indica que una po-
blación 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?
Magnitudes Físicas 17
PROBLEMAS RESUELTOS
RESUELTOS
3 2
1.- Efectuar: E = 5 000 0×0,01 1.- Dar la expresión reducida: E = (9 000) (0 , 000 812)
(0, 000 000 243)
Solución: Solución:
E = e5 × 10 4 je1× 10−2 j 2 33 −5 2 6 9 4 −5 2
E = (3 × 10 ) (81−×9 102 ) = 3 × 105 (3 −×9102 )
E = 5 × 104 − 2 = 5 × 102 (243 × 10 ) (3 × 10 )
6 9 8 −10
E = 500 E = 3 × 1010 × 3 −×1810 = 3(6 + 8 −10) × 10(9 −10 +18)
3 × 10
2.- Efectuar: E = 0, 005 × 10−4 × 30 000 000 E = 3(6 + 8 −10) × 10(9 −10 +18)
Solución: E = 34 × 1017
E = e5 × 10 −3 je10−4 je3 × 107 j E = 81× 1017
E = 5 × 10−3 − 4 + 7 = 5 × 100
2.- Dar el valor simplificado de:
E=5
25 000g5 b0, 000125g3
3.- Convertir: 400 320 m a km R= b
b0, 006 25g2b0, 05g4
Solución: Solución:
400 320 m = 400 320 m × 1 km
1000 m 25 000g5 b0 , 000125g3
R= b
400 320 m = 400,320 km b0, 006 25g2b0, 05g4
5 3
4.- Convertir: 360 km a m R=
e25 × 103 j e125 × 10 6 j −
h s 2 4
Solución:
e625 × 10 5 j e5 × 10 2 j
− −
5 3
e 52 × 103 j e53 × 10 6 j−
Solución: 2 −3 2 −2
Q = 52 × 10−4 × 216 × 10 −12 = 2−14 × 10b −3 − 2 + 4 + 12g
5 × 10 × 2 × 10
Q = 2−14 × 1011
V = 1, 08 mm = 1, 08 mm
1234
s 1 dia 11234
h
1234
1 día 24 h
123
123
1año luz = 300 000 × 365 × 24 × 3 600 km
V= 1, 08 mm
123 1 m 1 h
123
123
24 123
123 ×
123 ×
h 1 000 mm 3 600 s
123
1añoluz = 3 × 105 × 365 × 24 × 36 × 102 km
1234
12345 1000
12345
m × 1 Em
1234
1234
108 × 10 −2 m 1añoluz = 946 080 × 107 12345
km × 12345
12345 1234
12345 1234
V= km 10181234
112345
12345
m
1234
24 × 103 × 36 × 102 s 1234
2 4 30 m = 30 m × 3 600 s 1 milla
e5 × 10 2 j e16 × 10 3 j
− −
s s 1 h 1609 , 347 m
Magnitudes Físicas 19
1 kw-h = kw × h 1 lb = 1 ×
g
pulg3 e2, 2 × 10−3 jb0 , 254 g3 dm3
1 kw-h = kw × h × 1000 w × 3 600 s
1 kw 1h
5
1 kw-h = 36 × 10 w × s 1 lb = 27 738 ,1 g
pulg3 dm3
Joule
1 kw-h = 36 × 10 w × s × s
5 1 lb = 27 738 ,1 g × 10−3 dm3
1w
pulg3 dm3 1 ml
1 kw-h = 36 × 105 Joule
1 lb = 27 , 7381 g
10. Convertir: pulg3 ml
lb a gramo F g I
G J
pulg3 mililitro H ml K
1 litro = 1dm3 ; 1 kg = 2,2 lb ; 1 pulg = 0,254 dm
PROBLEMAS PROPUESTOS
A problemas de aplicación
3.-
−4
Efectuar: E = 4 000 004 × 10 × 04 , 003 E = 0, 003 × 49 000 × 0, 9 × 02 , 081
0, 000 004 × 10 8100 × 270 × b0 , 7g
4.- ¿Cuál es el resultado de efectuar: E = 2, 635 × 26 , 35 ? 7.- ¿Qué distancia en Mm recorrió un móvil que marcha
0, 000 263 5 a 36 km/h en 2 Es?
Rpta. E = 26,35×104 Rpta. 2×1013
20 Jorge Mendoza Dueñas
8.- En un cm3 de agua se tiene aproximadamente 3 go- 5.- Halla la expresión reducida en:
tas, en 6 m3 ¿Cuántas gotas tendremos?
0, 000 008 Jg2 b128 000 Jg3
18 × 106 gotas M= b 4 ; 1 J = N ⋅ m2
Rpta.
b0, 025 6 Jg b400 Ng s
9.- ¿A cuántos kPa equivalen 25 GN distribuidos en
5 Mm2 ? (Pa = N/m2) Rpta. M = 2-7×1011 m/s2
Rpta. 5 kPa 6.- En un cultivo bacterial se observa que se reproducen
en progresión geométrica cada hora, en razón de
10.- Si 1J = N⋅m, expresar en pJ el producto de 6 GN por 2 000 bacterias. Si inicialmente se tuvo 8 bacterias.
12 am. ¿Cuántas habrían en 3 horas? Expresar este resulta-
dos en Gbacterias?
Rpta. 72 x 103 pJ
Rpta. 64 Gbacterias
Rpta.
Rpta.
Rpta.
3 m3
b12, 8 TNg ⋅ b8 µNg
Rpta. 32 pN