cap 1 Unidades cantidades fisicas y vectores Fisica Universitaria Sears Zemansky 13ava Edicion Vol1

UNIDADES, CANTIDADES
FÍSICAS Y VECTORES

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OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
Al estudiar este capítulo, usted
aprenderá:
• Cuáles son las tres cantidades
fundamentales de la física y cuáles
son las unidades que los físicos
utilizan para medirlas.
• Cómo manejar cifras significativas
en sus cálculos.

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Ser capaz de predecir la trayectoria de una tormenta eléctrica resulta esencial
para reducir almínimo los posibles daños a las propiedades y a las vidas
humanas. Si la tormenta eléctrica se desplaza a 20 km/h en una dirección
de 53° al noreste, ¿qué tan lejos hacia el norte se desplazará la tormenta
eléctrica en una hora?

a física es una de las ciencias más fundamentales. Los científicos de todas las
disciplinas utilizan las ideas de la física, como los químicos que estudian la
estructura delas moléculas, los paleontólogos que intentan reconstruir la forma
de andar de los dinosaurios, y los climatólogos que estudian cómo las actividades
humanas afectan la atmósfera y los océanos. Asimismo, la física es la base de toda la
ingeniería y la tecnología. Ningún ingeniero podría diseñar un televisor de pantalla
plana, una nave espacial interplanetaria o ni siquiera una mejor trampa pararatones,
sin antes haber comprendido las leyes básicas de la física.
El estudio de la física también es una aventura. Usted la encontrará desafiante, a
veces frustrante y en ocasiones dolorosa; sin embargo, con frecuencia le brindará
abundantes beneficios y satisfacciones. Si alguna vez se ha preguntado por qué el
cielo es azul, cómo viajan las ondas de radio por el espacio, o cómo un satélitepermanece en órbita, encontrará las respuestas en la física básica. Sobre todo, apreciará
la física como un logro sobresaliente del intelecto humano en su afán por entender
nuestro mundo y a la humanidad misma.
En este capítulo inicial repasaremos algunos conceptos importantes que necesitaremos en nuestro estudio. Comentaremos la naturaleza de la física teórica y el uso de
modelos idealizados pararepresentar sistemas físicos. Presentaremos los sistemas
de unidades que se emplean para especificar cantidades físicas y analizaremos la forma de describir la exactitud de un número. Estudiaremos ejemplos de problemas que
no tienen (o para los que no nos interesa obtener) una respuesta exacta, pero cuyas
estimaciones resultan útiles e interesantes. Por último, examinaremos varios aspectos de
losvectores y del álgebra vectorial que necesitaremos para describir y analizar cantidades físicas, como velocidad y fuerza, que tienen dirección además de magnitud.

• La diferencia entre escalares
y vectores, y cómo sumar y
restar vectores gráficamente.
• Qué son las componentes de un
vector y cómo se utilizan para
realizar cálculos.
• Qué son los vectores unitarios
y cómo se utilizan con lascomponentes para describir
vectores.
• Dos formas de multiplicar vectores.

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CAPÍTULO 1 Unidades, cantidades físicas y vectores

1.1

La naturaleza de la física

La física es una ciencia experimental. Los físicos observan los fenómenos naturales
e intentan encontrar los patrones que los describen. Tales patrones se denominan
teorías físicas o, si están muy bien establecidos y se usan ampliamente,leyes o principios físicos.
CUIDADO Significado de la palabra “teoría” Decir que una idea es una teoría no implica que
se trate de una divagación o de un concepto no comprobado. Más bien, una teoría es una explicación de fenómenos naturales basada en observaciones y en los principios fundamentales
aceptados. Un ejemplo es la bien establecida teoría de la evolución biológica, que es el resultado deextensas investigaciones y observaciones de varias generaciones de biólogos.
1.1 Dos laboratorios de investigación.
a) Según la leyenda, Galileo estudió el
movimiento de cuerpos en caída libre soltándolos desde la Torre Inclinada de Pisa, Italia.
Se dice que también estudió el movimiento
de los péndulos observando la oscilación del
candelabro de la catedral ubicada junto a la
torre. b) El Gran...