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UPLA FACULTAD DE INGENIERIA INGENIERIA CIVIL
TEMA: Importancia de la física en la ingeniería civil. Análisis dimensional. Sistemas de unidades. Cifras signicativas. UEC: ISICA I !"CE#TE: $UIS %UI& M"%E#" A$UM#A: A$'A CA%%E%A (ICT"% %AU$
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INDICE
Introducción
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Importancia de la física en la ingeniería civil
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Análisis dimensional
6-
!istemas de unidades
" -#$
Cifras significativas
##
Conclusión
#%
&i'liografía
#(
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IN)*+D,CCI+N a presente monografía nace con el propósito de mostrar . dar a conocer so're la importancia de la física en la ingeniería civil/ análisis dimensional/ sistema de unidades . cifras significativas0 a física es una ciencia práctica 1ue se apo.a en la e2perimentación con la finalidad de compro'ar . validar le.es . teorías0 3ara la ingeniería la física es su complemento perfecto/ .a 1ue más del $ por ciento de la física e2plica comportamientos de la ingeniería civil0 Como estudiante de la INENIE*IA CII personalmente e2iste un inter7s ma.or por la 8ísica .a 1ue a trav7s de esta asignatura aprenderemos a encontrar una e2plicación científica o num7rica a lo 1ue nos rodea0
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1. IMPORTANCIA DE LA FISICA EN LA INGENIERIA CIVIL
Como sa'emos la física es definida como la ciencia 1ue estudia los fenómenos 1ue ocurren en el universo 9 en cuanto a la Ingeniería Civil sa'emos 1ue es la rama de la ingeniería 1ue aplica los conocimientos de física0 a física es la forma 1ue encontró el :om're para estudiar la naturale;a/ sosteni7ndose en la 'ase de las matemáticas0 a importancia reside en intentar comprender <:asta donde se nos permite= como funciona la naturale;a0 a física es importante .a 1ue es 'ase de muc:as materias impartidas en esta carrera como lo son> análisis de estructuras/ resistencia de los materiales/ dise?o de acero/ madera . concreto/ tam'i7n en la :idráulica . el dise?o de viales
2. ANALISIS DIMENSIONAL
ING. ARNALDO ANGULO ASCAMA - Física Básica – pág. 35 El analisis dimensional estudia las formas como se relacionan las magnitudes
derivadas con las fundamentales0 !e aplica para> - Compro'ar la veracidad de las formulas fisicas0 - Deducir formulas 8isicas a partir de datos e2perimentales0 - Encontrar las unidades en cual1uier magnitud derivada en funcion de las fundamentales0 5
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E@ercicios resueltos de análisis dimensional> erificar si la ecuación correspondiente
al
movimiento
rectilíneo
uniformemente acelerado es dimensionalmente correcta0 2 B a t % )omando las dimensiones a am'os lados de la ecuación . aplicando las
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-
reglas esta'lecidas se tiene> 2 B a t % B es una constante sin dimensiones < ) %= ) % *esultado 1ue muestra 1ue la ecuación es dimensionalmente correcta0 +'tener la ecuación de dimensión para la superficie0 a superficie es una magnitud derivada a ecuación 1ue la define es> ! ado0 ado &ase0 Altura F a ecuación de dimensión será> G % ,nidades> m % cm% Hm% +'tener la ecuación de dimensión para la aceleración0 a aceleración es una magnitud derivada a ecuación 1ue la define es> aceleración a velocidad tiempo a ecuación de dimensión será> G J# G J% ,nidades> m G s-% Hm G : -% cms %
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(0 !I!)EKA DE ,NIDADE!
E2isten varios sistemas de unidades> L !istema Internacional de ,nidades El más usado0 !us unidades 'ásicas son> el metro/ el Hilogramo/ el segundo/ el ampere/ el Helvin/ la candela . el mol0 as demás unidades son derivadas del !istema Internacional0 L !istema m7trico decimal> 3rimer sistema unificado de medidas
L !istema cegesimal
sus unidades 'ásicas son el centímetro/ gramo . segundo0
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L !istema natural> en el cual las unidades se escogen de forma 1ue ciertas constantes físicas valgan e2actamente #
L !istema t7cnico de unidades> )oma como magnitudes fundamentales la longitud/ la fuer;a/ el tiempo . la temperatura0
L !istema anglosa@ón de unidades> ,tili;ado en algunos países anglosa@ones/ aun1ue muc:os de ellos lo están reempla;ando por el !I0
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!I!)EKA IN)E*NACI+NA DE ,NIDADE! Longitud: El metro (m) es la distancia recorrida por la luz en el vaco en 1 ! 2"" 7"2 458 s# $ %iempo: El segundo (s) es la duraci&n de " 1"2 631 77' veces el perodo de oscilaci&n de la radiaci&n del tomo 133s# $ *asa: El +ilogramo (+g) es la duraci&n de " 1"2 631 77' veces el perodo de oscilaci&n de la radiaci&n del tomo 133s# *ol: El mol (mol) es la cantidad de sustancia de un sistema ,ue contiene tantas entidades elementales como tomos -a. en '#'12 +g de car/ono# $ orriente el0ctrica: El ampere () es la corriente constante ,ue si se mantiene entre dos conductores paralelos de longitud innita . secci&n transversal desprecia/le situados en el vaco . separados 1m produce entre ellos una uerza de 2 1'7 !m# %emperatura: El +elvin () es 1!273#16 la temperatura termodinmica del punto triple del agua# $ ntensidad luminosa: La candela (cd) es la intensidad luminosa en una direcci&n dada de una uente ,ue emite radiaci&n monocromtica de recuencia 54' 1'12 -ertz . ,ue posee una intensidad radiante en esa direcci&n de 1!683 9atts!estereorradin# nidades derivadas: ;e e
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40 CI8*A! !INI8ICA)IA! as cifras significativas de un nMmero son a1uellas 1ue tienen un significado real ./ por tanto/ aportan alguna información0 )oda medición e2perimental es ine2acta . se de'e e2presar con sus cifras significativas0 eamos un e@emplo sencillo> supongamos 1ue medimos la longitud de una mesa con una regla graduada en milímetros0 El resultado se puede e2presar/ por e@emplo como> ongitud <= "5/% cm No es esta la Mnica manera de e2presar el resultado/ pues tam'i7n puede ser> $/"5% m "/5% dm "5% mm !e e2prese como se e2prese el resultado tiene tres cifras significativas/ 1ue son los dígitos considerados como ciertos en la medida0 Cumplen con la definición pues tienen un significado real . aportan información0 Así/ un resultado como $/"5%$ m
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C+NC,!I+N •
a física :a ido evolucionando . a su paso avan;ando a pasos largos siendo
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de muc:a utilidad para la ingeniería civil0 El análisis dimensional/ sistemas de unidades/ cifras significativas con algunos de los temas físicos 1ue la ingeniería civil va utili;ando . e@erciendo0
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&I&I+*A8IA • • •
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8ísica 3ara a Ciencia . la )ecnología/ olumen # 8undamentos de la física/ :allida.-resnicH-OalHer0 !ENA 0 A0/ ,nidades de las Kagnitudes físicas . sus dimensiones/ Editorial KI*/ KoscM/ #0 8ísica/ Karía Angustias Auger ;istema nternacional -ttp:!!p-.sics#nist#gov!cuu!nits!inde<#-tml
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de
unidades:
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