COLEGIO ANTONIO VAN UDEN I.E.D.

FÍSICA 1001
María Ulfanny Rodríguez Triana

CONCEPTOS BÁSICOS DE FÍSICA

OBJETIVO
- Diferenciar entre magnitudes fundamentales y derivadas.
- Expresar las magnitudes en notación científica.
- Analizar gráficas de movimiento.

METODOLOGÍA
1°. Realice la lectura de la presente guía.
2°. Elabore el taller que se encuentra al final de la guía, este será valorado según la escala valorativa contemplada en el
Sistema Institucional de Evaluación del colegio. Para algunos casos será recuperación y para otros mejoras o cambios
en las notas que tenían.
3°. Entregue el desarrollo del taller vía correo electrónico a: cienciasvanudenfisica@gmail.com. Usted puede hacerlo en
un documento Word, o tomar fotografías en caso de que lo haya realizado en el cuaderno. El documento puede ser enviado
hasta el día jueves 26 de marzo de 2020.
Para aquellos estudiantes que no pueden enviar su taller vía correo electrónico, se solicita al padre de familia o al acudiente
entregar el taller el día jueves 26 de marzo de 2020 desde las 7.45 am hasta las 9.00am.
4°. En la guía encontrará links de vídeos relacionados con el tema, los cuales puede consultar de manera OPCIONAL,
estos links complementan la información en relación a la presente guía. Si usted lo desea puede enviar dos de los ejercicios
allí solucionados al correo cienciasvanudenfisica@gmail.com, este ejercicio de participación se valorará con 2 puntos
extras. Para obtener esta valoración es obligatorio el desarrollo del taller planteado en la guía.
5°. Si usted tiene alguna duda o inquietud en relación a la guía, el taller, los conceptos, las actividades, las entregas, o
cualquier otro asunto relacionado a este trabajo puede escribir al correo cienciasvanudenfisica@gmail.com.

MAGNITUDES EN FÍSICA

Magnitud: es todo aquello que se puede medir

Medir: es contar las veces que una unidad arbitraria está contenida en una cantidad de la magnitud dada.
En física las magnitudes se clasifican en fundamentales y derivadas.
Fundamentales: Las que se definen independientemente de las demás.
Derivadas: Las que se definen en función de las fundamentales.
Unidad de medida: es una cantidad arbitraria que se elige para comparar con ella otras cantidades de la misma especie.
Sistema de Unidades: Todo sistema está caracterizado por un conjunto de unidades que sirven para medir las distintas
magnitudes de la Física. Existen varios sistemas de unidades como el Cegesimal, el M.K.S o sistema Internacional, el
inglés, entre otros

Unidades Fundamentales de la Mecánica

Metro: Unidad de longitud del Sistema Internacional, de símbolo m, es la base del sistema métrico decimal. En el C.G.S
es el centímetro cm.
Kilogramo: Unidad de masa del Sistema Internacional, de símbolo kg; en el C.G.S es el gramo, símbolo g
Segundo: Es la unidad de tiempo en el Sistema Internacional de Unidades, el Sistema Cegesimal y el Sistema Técnico.
Un minuto equivale a 60 segundos y una hora equivale a 3600 segundos.

Magnitudes derivadas
Son aquellas que se definen en función de las fundamentales como:
𝐿𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑚
Velocidad = {𝑉} = { }
𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑠

Nota: Para complementar el tema si lo considera necesario ingrese a FISIMAT. Conversión de Unidades – Ejercicios
Resueltos en https://www.fisimat.com.mx/conversion-de-unidades/

EJEMPLO
1°. Exprese las siguientes medidas en unidades del S.I. (sistema internacional) utilizando factores de conversión.

a). 3 Km b). 12 H c). 80 Hg d). 10 cm3

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Solución

Para complementar ver el vídeo: Conversión de Unidades. Matemática profe Alex en

https://www.youtube.com/watch?v=Xu0lcWEO9nI&list=PLeySRPnY35dHXk06Dmhhsb9q2X7pboV
OR
2°. Convertir
𝐾𝑚 𝑚
a). 13 a
ℎ 𝑠

b). 8 Kg a g
1000 𝑔
1 𝐾𝑔 = 1000 𝑔 𝑒𝑛𝑡𝑜𝑛𝑐𝑒𝑠 8 𝐾𝑔 . = 8000 𝑔
1 𝑘𝑔
c). 8 Ton a Kg
1000 𝐾𝑔
1 𝑇𝑜𝑛 = 1000 𝐾𝑔 𝑒𝑛𝑡𝑜𝑛𝑐𝑒𝑠 8 𝑇𝑜𝑛 . = 8000 𝐾𝑔
1 𝑇𝑜𝑛
d). 7 g a Kg
1 𝐾𝑔
1 𝐾𝑔 = 1000 𝑔 𝑒𝑛𝑡𝑜𝑛𝑐𝑒𝑠 7 𝑔 . = 0,007 𝐾𝑔
1000 𝑔
e). 200 m a Km
1 𝐾𝑚
1 𝐾𝑚 = 1000 𝑚 𝑒𝑛𝑡𝑜𝑛𝑐𝑒𝑠 200 𝑚 . = 0,2 𝐾𝑚
1000 𝑚
- Para complementar ver el vídeo. Conversión de Unidades. Curso de Física – Clase 1. 8 de Nov 2016. Profesor Sergio
Llanos. En https://www.youtube.com/watch?v=bj4wsXOTy4Y

- Si desea comprobar si ha comprendido el tema ingresa https://www.thatquiz.org/es/preview?c=3tmazl32&s=mhvi7b aquí

encontrará una serie de ejercicios con los cuales puede practicar y al final de la página verá su respectiva solución.

ACTIVIDAD
Realizar la siguiente conversión de unidades.

1°. Expresa en metros (S.I.) las siguientes longitudes:

a). 48,90 Km b). 538,34 cm c). 6790,65 dm

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2°. Expresa en segundos los siguientes intervalos de tiempo

a). 34,6 min b). 48,2 h c). 1 día

3°. Expresa en m/s las siguientes velocidades

a). 299 km/h b). 1000 millas/h c). 0,765 Hm /h

4°. Un cuerpo en forma de paralelepípedo rectangular mide 65,2 cm de largo; 26,6 cm de ancho y 12 cm de alto. Calcula
su volumen en cm3 y m3

NOTACIÓN CIENTÍFICA

OBJETIVO
- Expresar las magnitudes en notación científica

CONCEPTOS
La notación científica: permite escribir números muy grandes o muy pequeños de forma abreviada. Consiste simplemente
en multiplicar por una potencia de base 10 con exponente positivo o negativo. Los números se escriben como un producto:
a x 10n
Siendo:
a = un número real mayor o igual que 1 y menor que 10, que recibe el nombre de coeficiente.
n = un número entero, que recibe el nombre de exponente u orden de magnitud.
Ejemplo

Potencia Positiva Potencia Negativa

100 = 1 10-1 = 1/10 = 0,1
101 = 10 10-2 = 1/100 = 0,01
102 = 10 x 10 = 100 10-3 = 1/1000 = 0,001
103 = 10 x 10 x 10 = 1000
Por tanto:

- Un número grande como 156 234 000 000 000 000 000 000 000 000 = 1,56234 x 1029
- Un número pequeño 0, 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 910 939 Kg (masa del electrón) = 9,10939 x 10-31 Kg.
Otro ejemplo, representar en notación científica: 7.856,1
1. Se desplaza la coma decimal hacia la izquierda, de tal manera que antes de ella sólo quede un dígito entero diferente
de cero (entre 1 y 9), en este caso el 7.
7,8561 la coma se desplazó 3 lugares.
2. El número de cifras desplazada indica el exponente de la potencia de diez; como las cifras desplazadas son 3, la potencia
es de 10 3
3. El signo del exponente es positivo si la coma decimal se desplaza a la izquierda, y es negativo si se desplaza a la
derecha. Recuerda que el signo positivo en el caso de los exponentes no se anota; se sobreentiende.
Por lo tanto, la notación científica de la cantidad 7.856,1 es: 7,8561 x 10 3
Operaciones con números en notación científica
Multiplicación: Se multiplican las expresiones decimales de las notaciones científicas y se aplica producto de
potencias para las potencias de base 10.
Ejemplo:
1°. (5,24 𝑥 106 )𝑥 (6,3𝑥 108 ) = 5,24 𝑥 6,3 𝑥106+8 = 33,012 𝑥1014 = 3,3012 𝑥1015
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2°. Un tren viaja a una velocidad de 26,83 m/s, ¿qué distancia recorrerá en 1.300 s?
a). Se convierten las cantidades a notación científica.
26,83 m/s = 2,683 x 10 1 m/s y 1.300 s = 1,3 x 10 3 s
b). La fórmula para calcular la distancia es: d = V. t ; donde distancia (d) = velocidad (V) x tiempo (t).
Reemplazando se tiene: d = (2,683 • 10 1 m/s) • (1,3 • 10 3 s)
c). Se realiza la multiplicación de los valores numéricos de la notación exponencial: (2,683 m/s) x 1,3 s = 3,4879 m.
d). Ahora se multiplican las potencias de base 10. Cuando se realiza una multiplicación de potencias que tienen igual base
(en este caso ambas son base 10) se suman los exponentes.
(10 1 ) • (10 3 ) = 10 1+3 = 10 4
e). Del procedimiento anterior se obtiene: 3,4879 x 10 4
Por lo tanto, la distancia que recorrería el ferrocarril sería: d = 3,4879 x 10 4 m
La cifra 3,4879 x 10 elevado a 4 es igual a 34.879 metros.
Dividir: Se dividen las expresiones decimales y se aplica división de potencias para las potencias de 10. Si es necesario,
se ajusta luego el resultado como nueva notación científica.
Ejemplo:
5,24 𝑥 107 5,24
4
= 𝑥 107−4 = 0,831746 𝑥103 = 8,31746 𝑥10−1 𝑥103 = 8,31746 𝑥 102
6,3 𝑥 10 6,3
Para complementar puede ver el vídeo: Escribir un número en Notación Científica. Matemáticas profe Alex en
https://www.youtube.com/watch?v=W4AwXQfn_o4
ACTIVIDAD
1°. Convierte en notación científica
a). 0,00056 b). 45.000 c). 8646 d). 0, 000000438 e). 650000000
2°. Efectuar las siguientes operaciones
a). 8,93 x 10-10 + 7,64 x 10-10 – 1,42 x 10-9
b). 3,87 x 10-5 x 5,96 x 10-9
0,2 𝑥 10−3
c).
0,5 𝑥 10−10

(12,5 𝑥 107 −8 𝑥 109 ) 𝑥 (3,5 𝑥 10−5 +185)

d
9,2 𝑥 106

CINEMÁTICA
Cinemática: Rama de la física que estudia el movimiento de los objetos sólidos y su trayectoria en función del tiempo, sin
tener en cuenta la causa que lo produce. Los objetos se miran como partículas. Toda la masa está concentrada en un
punto.
Observador: También llamado sistema de referencia o marco de referencia, se define como el lugar geométrico del espacio,
donde se ubica un plano cartesiano, el cual tiene un espacio-tiempo determinado. Todo movimiento es relativo y debe
siempre estar referido a otro cuerpo.
Para estudiar el movimiento siempre el sistema de referencia estará en reposo o con velocidad constante, se usa un
sistema de coordenadas cartesianas para cuantificar el movimiento del cuerpo.
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Los sistemas de referencia cumplen: Son independientes del movimiento del cuerpo (el observador no altera al cuerpo en
movimiento), el tiempo es absoluto (es igual para cualquier observador del fenómeno) y las ecuaciones que rigen el
movimiento de un cuerpo se cumple equivalentemente, cualquiera sea el sistema que se observe.
Posición: Corresponde al lugar geométrico – espacial que tiene el cuerpo en un instante dado. Para distintos observadores
la posición del cuerpo es distinta para cada uno.
Movimiento: Un cuerpo se mueve cuando, la partícula cambia con respecto a un observador o sistema de referencia.
Trayectoria: Es la línea que une todas las posiciones ocupadas por un cuerpo, pueden ser curvas o rectas.
Distancia: Corresponde a la longitud de la trayectoria. También es conocida como el camino recorrido.
Desplazamiento: Es una magnitud vectorial y se mide en unidades de longitud. Corresponde a la resta vectorial de la
posición final de un cuerpo menos la posición inicial.

Velocidad: Es una magnitud de tipo vectorial, que se mide en unidades de longitud dividida en unidades de tiempo m/s.
Velocidad media: Se define como el desplazamiento (cambio de posición) dividido en un intervalo de tiempo. La velocidad
media se calcula realizando la diferencia de los vectores posición y luego dividiendo la magnitud en el intervalo de tiempo.
Se debe tener en cuenta la dirección y el sentido.
Rapidez Media: Relaciona la distancia total recorrida y el tiempo que tarda en recorrerla.
Gráficas de Posición Contra Tiempo: Como los desplazamientos no son instantáneos, sino que se realizan mientras
transcurre el tiempo, se facilita la descripción del movimiento al hacer un gráfico de posición contra tiempo. En el eje vertical
se representan las posiciones que ocupa el cuerpo y en el eje horizontal el tiempo.
EJEMPLO
El siguiente gráfico de posición contra tiempo, muestra el movimiento del Ferrari F430 que se desplaza
en dirección horizontal sobre una carretera, respecto a un origen determinado.

1°. ¿Cuál fue el desplazamiento total del Ferrari F430?

2°. Describe el movimiento del automóvil Ferrari F430.
3°. ¿Cuál fue el espacio total recorrido por el automóvil Ferrari F430?
Desarrollo
a). Mediante la gráfica se puede describir el desplazamiento del Ferrari F430 en forma sencilla y clara, teniendo en cuenta
los intervalos de tiempo transcurrido y el desplazamiento que se da en cada uno de ellos.
b). Realizar la descripción del movimiento de la Ferrari F430
- Observemos que en t= 0s, el Ferrari F430 se encuentra a 20Km del origen.
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-Tengamos en cuenta el primer intervalo de tiempo que está entre 0sg y 2sg; el desplazamiento del carro es de 40km, ya
que paso de 20Km a 60Km, es decir:
▲X1 = Xf - Xi
▲X1 = 60km – 20km
▲X1 = 40km
- Para el segundo intervalo de tiempo que está entre 2sg y 3sg el desplazamiento del Ferrari F430 es nulo, porque paso
de 60Km a 60Km es decir no se movió.
▲X2 = Xf - Xi
▲X2 = 60km – 60km
▲X2 = 0km
- El tercer intervalo de tiempo, que está entre 3sg y 4sg, el desplazamiento es -20Km, debido al paso de 60Km a 40Km
el Ferrari F430 retrocedió.
▲X3 = Xf - Xi
▲X3 = 40km – 60km
▲X3 = -20km
- En el cuarto intervalo de tiempo, que está entre 4sg y 5sg, el desplazamiento es nulo, porque paso de 40km a 40 km es
decir, el Ferrari F430 permaneció detenido.
▲X4 = Xf - Xi
▲X4 = 40km – 40km
▲X4 = 0km
- En el quinto intervalo de tiempo podemos notar que está entre 5sg y 6sg, y su desplazamiento es -80Km, es decir
el Ferrari F430 retrocedió 80km debido a su paso de 40Km a -40Km.
▲X5 = Xf - Xi
▲X5 = -40km – 40km
▲X5 = -80km
- Para el último intervalo de tiempo, entre 6sg y 7sg, en el cual su desplazamiento es nulo, porque está detenido y se
mantuvo en -40Km.
▲X6 = Xf - Xi
▲X6 = -40km – (-40km)
▲X6 = -40km + 40km
▲X6 = 0km
1. El desplazamiento total del automóvil Ferrari F430 se obtiene simplemente hallando la diferencia entre la posición final
y la inicial de todo el recorrido del Ferrari F430.
Como la posición inicial del Ferrari F430 es 20Km y la posición final es -40Km, podemos decir que:
▲Xtotal = Xf - Xi
▲Xtotal = (- 40km) – (20km)
▲Xtotal = -60km
Podemos decir, que el desplazamiento total de la Ferrari F430 fue 60km para el lado izquierdo de donde se encontraba
inicialmente

2. El espacio total recorrido se calcula sumando los valores absolutos de los desplazamientos en cada intervalo: Como
hay seis desplazamientos, debe haber seis espacios recorridos por el Ferrari F430.
d = |▲X1| + |▲X2| + |▲X3| + |▲X4| + |▲X5| + |▲X6|
d = |40km| + |0km| +|-20km| + |0km| + |-80km| + |0km|
d = 40km + 0km + 20km + 0km + 80km + 0km
d = 140km
Entonces el espacio recorrido por el Ferrari F430 es de 140km.
De lo cual podemos concluir que el desplazamiento total del Ferrari F430 es -60Km y el espacio total recorrido por el es 140Km y nos
podemos dar cuenta que el desplazamiento es diferente al espacio recorrido y viceversa (aún que hay; casos que son iguales).
Nota: Es importante ver los siguientes vídeos
MRU Análisis de gráficas. Ejercicio. Nelson Sanchez. https://www.youtube.com/watch?v=Tta2T0XupX0
gráficas de movimiento MRU profe Kumar en https://www.youtube.com/watch?v=0lufsxKKjQo
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ACTIVIDAD
Resuelva: En el gráfico se puede observar la posición versus el tiempo, del movimiento de una Hormiga Arriera que se
desplaza en dirección horizontal sobre el suelo, respecto al origen determinado que es el Hormiguero.

a. ¿Cuál fue el desplazamiento total de la Hormiga Arriera?

b. Describe el movimiento de la Hormiga Arriera.
c. ¿Cuál fue el espacio total recorrido por la Hormiga Arriera?

BIBLIOGRAFÍA
Notación Científica. Profesor en línea en https://www.profesorenlinea.cl/matematica/Notacion_cientifica.html
Elementos preliminares a la cinemática en: https://www.fisic.ch/contenidos/cinem%C3%A1tica-en-2d/elementos-
b%C3%A1sicos-de-cinem%C3%A1tica/

Gráficas de posición contra tiempo en: http://cinematicamov.blogspot.com/2011/03/graficas-de-posicion-contra-

tiempo.html