Curso De F Sica General

Curso de Física General
Orientado hacia las Ciencias de la Vida y de la Salud

Parte I. Mecánica
Capitulo I. Magnitudes Físicas
1. Introducción
¿Qué estudia la Física?
La física es la ciencia que estudia y describe, a través del método científico, las interacciones entre las
componentes del universo.
¿Por qué es importante el estudio de la física?
Al menos por dos razones:



Introduceconceptos básicos que son indispensables para el estudio de otras disciplinas, y analiza las
leyes que relacionan estos conceptos entre sí (energía, intensidad de la corriente, cantidad de
movimiento, etc.).
Estudia el uso correcto de los instrumentos de medición (errores objetivos y subjetivos, veracidad de
los resultados, etc.) y forma la base del denominado método científico de investigación, quecomprende la observación, hipótesis, experimentación y teoría. Cuando la teoría es suficientemente
general, puede conducir a una ley. La parte experimental lleva asociada en la inmensa mayoría de
los casos el uso de algún instrumento de medición.

Una tercera razón podría ser que la física está presente en absolutamente todos los fenómenos de la
naturaleza. Por ej., está comprobado que al excitarse losprocesos del pensamiento, aumenta la
actividad eléctrica y magnética en la corteza cerebral.
Leyes físicas
Una ley es un nexo estable y reiterado entre magnitudes físicas. (Si tal fenómeno tiene lugar, este otro
también lo tendrá). Las leyes son el resultado de la evidencia experimental. Representan la síntesis de
muchos resultados obtenidos a lo largo de la historia.
En su gran mayoría, lasleyes físicas pueden expresarse utilizando la simbología matemática, que refleja
tanto el carácter cualitativo de la ley como su carácter cuantitativo. Por ej., consideremos la 2da ley de
Newton, referida a una partícula: ―La fuerza resultante aplicada a un cuerpo es igual a la variación
temporal de su cantidad de movimiento‖. La expresión analítica de esta ley resulta mucho más simple:


dp
FR 
.dt
La cantidad de movimiento p se define como el producto de la masa (m) por la velocidad (v) de la





partícula;
( p  mv ).
Esta expresión, además de la información cualitativa (cuando se lee
correctamente), también tiene información cuantitativa. Representa una fórmula matemática, donde se
cumplen los valores numéricos. También posee información adicional. Por ej., cuando la masa de lapartícula no varía con el transcurso del tiempo, entonces:



dp
dv
m
 ma
dt
dt
Documento preparado por ESc: José Hugo Parra Muñoz
UN, UPTC

Escuela de Física Universidad Industrial de Santander
Para estudiantes de Ciencias de la Salud y Biología

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y se llega a la conocida expresión



FR  ma .

De aquí que para entender la Física sea indispensable dominar el lenguaje matemático, el conceptode
derivada e integral, el despeje de fórmulas, etc. Además, no basta con memorizar una fórmula; es
necesario conocer el significado exacto de cada una de ellas, y cuando es aplicable y cuando no (límites
de validez o aplicación).
Las leyes físicas son el resultado de la experiencia y de la experimentación, como se mencionó
anteriormente. Por ejemplo, la ley de Newton para la gravitaciónuniversal,

FG

Mm
r2

fue postulada por Newton en 1687 a partir de la generalización de las observaciones del movimiento de
los planetas acumuladas durante siglos. Fue comprobada experimentalmente por Henry Cavendish en
1789, utilizando una balanza de torsión.
Isaac Newton (1642-1727), matemático y físico británico, considerado uno de los más
grandes científicos de la historia, que hizo importantesaportaciones en muchos campos
de la ciencia. Sus descubrimientos y teorías sirvieron de base a la mayor parte de los
avances científicos desarrollados desde su época. Newton fue, junto al matemático
alemán Gottfried Wilhelm Leibniz, uno de los inventores del cálculo diferencial e integral.
También resolvió cuestiones relativas a la luz y la óptica, formuló las leyes del movimiento
y dedujo a partir...