FISICA GENERAL

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

Parte I. Mecánica
Capitulo I. Magnitudes Físicas
1. Introducción
¿Qué estudia la mecánica?
La mecánica estudia y describe, con la mayor rigurosidad posible, los posibles movimientos de traslación,
rotación y vibración de los cuerpos (y todo lo que a ello se relacione). De todas las infinitas posibilidades,
enéste curso se estudian sólo las más simples.
¿Por qué es importante el estudio de la mecánica?
Al menos por dos razones:
•
•

Introduce conceptos 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 demedición (errores objetivos y subjetivos, veracidad de
los resultados, etc.) y forma la base del denominado método científico de investigación, que comprende 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 los procesos 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). Lasleyes son el resultado de la evidencia experimental. Representan la síntesis de
muchos resultados obtenidos a lo largo de la historia.
En su gran mayoría, las leyes 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 fuerzaresultante 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 informacióncuantitativa. Representa una fórmula matemática, donde se cumplen los valores
numéricos. También posee información adicional. Por ej., cuando la masa de la partícula no varía con el

Dr. Arnaldo González Arias, Dpto. Física Aplicada, Universidad de La Habana, arnaldo@fisica.uh.cu

ParteI. Cap.1, pag.

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transcurso del tiempo, entonces:
dp
dt

=m

dv

= ma

dt

y se llega a laconocida expresión
FR = ma .

De aquí que para entender la Física sea indispensable dominar el lenguaje matemático, el concepto de
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 resultadode la experiencia y de la experimentación, como se mencionó anteriormente. Por ejemplo, la ley de Newton para la gravitación universal,

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 importantes aportaciones 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...