Criterios de Evaluación
- Comprensión conceptual: Evaluar la capacidad de los estudiantes para entender los conceptos clave de la física, tales como las leyes de Newton, la energía, el movimiento y las fuerzas, y aplicarlos en situaciones prácticas.
- Habilidad experimental: Evaluar la capacidad de los estudiantes para planificar y realizar experimentos, recolectar y analizar datos, y sacar conclusiones basadas en los resultados obtenidos.
- Comunicación y presentación: Evaluar la capacidad de los estudiantes para comunicar sus ideas de manera clara y concisa, ya sea a través de presentaciones orales, informes escritos o dibujos y diagramas. También se puede considerar la capacidad de los estudiantes para trabajar en equipo y colaborar con otros para lograr un objetivo común.
Introducción
La física es una ciencia que se encarga de estudiar el comportamiento de la materia, la energía y sus interacciones en el universo. Desde los movimientos de los planetas alrededor del sol hasta las leyes que rigen el funcionamiento de los teléfonos móviles, la física está presente en muchos aspectos de nuestra vida diaria.
El estudio de la física como disciplina científica tiene sus raíces en la antigüedad, cuando los filósofos griegos comenzaron a reflexionar sobre el mundo que los rodeaba y a formular preguntas sobre cómo funcionaba. Sin embargo, fue durante la Edad Media y el Renacimiento cuando el estudio de la física comenzó a adquirir un carácter más empírico y experimental, gracias a la contribución de científicos como Galileo Galilei, Isaac Newton y otros.
Durante el siglo XVIII y el siglo XIX, la física experimentó un gran desarrollo, gracias a la aparición de nuevas teorías y leyes que explicaban fenómenos como el electromagnetismo y la relatividad. A partir del siglo XX, la física ha continuado evolucionando y ha dado lugar a nuevas ramas como la física cuántica y la física de partículas, que han permitido comprender mejor el funcionamiento del universo a nivel subatómico.
Unidades y Medidas
Tal vez la tarea mas básica que se puede hacer en fisica es medir longitudes, áreas, etc; pero se deben tener en cuenta ciertas consideraciones a la hora de realizar experimentos y mediciones, para esto se inicia con la medición de las variables mas básicas y su representación numérica.
Notacion Científica
La notacion científica se emplea para cálculos y tiene dos propósitos: uno es la representación concisa de numeros muy grandes o muy pequeños y el otro es mostrar el grado de exactitud de un numero que representa una medición. Por ejemplo, se tienen 3 medidas:
- 1.2 cm
- 2.87 cm
- 10.875434 cm
La tercera medición es la mas exacta ya que posee mayor cantidad de numeros en los decimales; por otro lado la primera medición es la menos exacta de las tres mostradas, ya que tiene la menor cantidad de numeros en los decimales.
La notacion científica se utiliza para expresar cantidades en función de potencias de 10, y por lo regular se usa para cantidades o muy grandes o muy pequeñas. Las potencias de 10, son:
| 0.1 = 10-1 | 10 = 101 |
| 0.01 = 10-2 | 100 = 102 |
| 0.001 = 10-3 | 1000 = 103 |
| 0.0001 = 10-4 | 10000 = 104 |
| 0.00001 = 10-5 | 100000 = 105 |
Sistemas de Unidades
Los sistemas de unidades son conjuntos de unidades de medida que se utilizan para medir diferentes cantidades físicas. Existen diferentes sistemas de unidades, como el sistema métrico y el sistema imperial, cada uno con sus propias unidades de medida para diferentes cantidades. Es importante conocer y comprender cómo se utilizan y se convierten entre las diferentes unidades de medida para poder realizar cálculos y comparaciones precisas.
Unidades de medida de longitud
Las unidades de medida de longitud son aquellas utilizadas para medir la longitud de objetos o distancias. Algunas de las unidades más comunes de medida de longitud son el metro, el centímetro, la pulgada, la milla y el pie. Es importante conocer y comprender cómo se utilizan y se convierten entre estas y otras unidades de medida de longitud para poder realizar mediciones y cálculos precisos. Además, es fundamental saber elegir la unidad de medida adecuada según el contexto y las necesidades de la situación.
- Conversión de metros a centímetros: 1 metro es igual a 100 centímetros. Por lo tanto, para convertir metros a centímetros, basta con multiplicar el número de metros por 100. Por ejemplo, 2 metros son iguales a 200 centímetros (2 metros x 100 centímetros/metro = 200 centímetros).
- Conversión de pies a metros: 1 pie es igual a 0,3048 metros. Por lo tanto, para convertir pies a metros, basta con multiplicar el número de pies por 0,3048. Por ejemplo, 5 pies son iguales a 1,524 metros (5 pies x 0,3048 metros/pie = 1,524 metros).
- Conversión de millas a kilómetros: 1 milla es igual a 1,609 kilómetros. Por lo tanto, para convertir millas a kilómetros, basta con multiplicar el número de millas por 1,609. Por ejemplo, 10 millas son iguales a 16,09 kilómetros (10 millas x 1,609 kilómetros/milla = 16,09 kilómetros).
Unidades de medida de área
Unidades de medida de volumen
Unidades de medida de masa
Unidades de medida de tiempo
Unidades de medida de temperatura
Unidades de medida de velocidad
Unidades de medida de aceleración
La aceleración es una medida de la rapidez con la que cambia la velocidad de un cuerpo en un determinado tiempo. Se puede entender como la tasa de cambio de la velocidad. Por ejemplo, si un coche aumenta su velocidad de 50 km/h a 100 km/h en 10 segundos, su aceleración sería de 50 km/h en 10 segundos, o lo que es lo mismo, 5 km/h por segundo. La aceleración se mide en unidades de metros por segundo cuadrado (m/s^2). Por tanto, cuanto mayor sea la aceleración, mayor será el cambio de velocidad en un tiempo determinado.
Incertidumbre y errores
Vectores
Los vectores son utilizados en disciplinas científicas como la física para representar magnitudes para las que se debe especificar una dirección y un sentido (desplazamiento, velocidad, aceleración, fuerza…).
Magnitudes Vectoriales
Una magnitud física es una propiedad de un sistema físico que puede ser medible. Cuando estas magnitudes llevan asociada una dirección concreta, hablamos de magnitudes vectoriales; en el plano se representan como vectores con dos componentes y en el espacio como vectores con tres componentes. Si, por el contrario, las magnitudes físicas se representan únicamente con una cantidad que no tiene una dirección determinada, como la masa o la temperatura, hablamos de magnitudes escalares.
La posición es una magnitud vectorial. Para definirla en un espacio tridimensional, se debe representar con las tres componentes espaciales: r = (x, y, z). Otros ejemplos de magnitudes vectoriales son la velocidad, v = (vx ,vy ,vz ), y la fuerza, F = (Fx ,Fy ,Fz).
Operaciones con Vectores
Al igual que con las otras magnitudes, podemos efectuar operaciones con magnitudes vectoriales. A continuación, recordaremos la suma, la resta, el producto de un vector por un escalar y el producto escalar de vectores.
- Suma de vectores. Es el vector cuyas componentes resultan de sumar las primeras, segundas componentes de cada vector: si u = (u1 , u2) y v = (v1 , v2) , entonces u + v = (u1v1 , u2v2) .
- Resta de vectores. Es el vector cuyas componentes resulta de restar las primeras, segundas… componentes de cada vector: si
Sistema de Referencia o Marco de Referencia
Un sistema de referencia es una convención que nos permite situar un objeto en el espacio y el tiempo, asignándole unas coordenadas. En el plano, de forma generalizada, un sistema de referencia está formado por un punto fijo, O, y una base de dos vectores (llamados vectores base).
Lo más común y práctico es usar como base de vectores los que se encuentren sobre los ejes de coordenadas cartesianos y que tengan módulo unidad. Estos vectores se representan con las letras i , si está situado sobre el eje X, y j , si lo está sobre eje Y. En el espacio tridimensional, se usa también el vector k sobre el eje Z
Movimiento
Concepto: Llamamos sistema de referencia a un cuerpo de referencia, un sistema de coordenadas asociado a él e instrumentos de medición del tiempo.
Física y Matemáticas 