Física-mecánica

Capítulo I
Introducción a la Mecánica

1.1.- Magnitudes fundamentales de la Mecánica

• La física se ha denominado ciencia de la
medida. Kelvin (1824-1907):
≪ Suelo repetir con frecuencia que sólo cuando
es posible medir y expresar en una forma
numérica aquello de que se habla, se sabe algo
acerca de ello; nuestro saber será deficiente e
insatisfactorio mientras no seamos capaces detraducirlo en números≫

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1.1.- Magnitudes fundamentales de la Mecánica
• En física, una definición de magnitud ha de

proporcionar un conjunto de reglas para calcularla en
función de otras magnitudes que puedan medirse.
Ejemplo:

Cantidad de Movimiento = Masa x Velocidad

En esta definición, queda contenida la regla para calcular la cantidad de
movimiento, y sólo es necesariosaber cómo medir la Masa y la
Velocidad. Por otra parte,

Velocidad = Longitud / Tiempo
No hay magnitudes mas sencillas ó mas fundamentales , en función de las
cuales puedan expresarse la longitud y el tiempo.

• Longitud y tiempo son 2 magnitudes fundamentales
de la mecánica.
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1.1.- Magnitudes fundamentales de la Mecánica
• Todas las magnitudes de la mecánica, pueden

expresarse enfunción de sólo tres (3) magnitudes
fundamentales. Como tercera magnitud
fundamental, puede tomarse indistintamente la
≪masa≫ o la ≪fuerza≫. Elegiremos la masa
como tercera magnitud fundamental de la
mecánica.
Entonces, las magnitudes fundamentales son:
Longitud ,L
Tiempo, T
Masa, M
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1.2.- Unidades y Patrones

• El conjunto de reglas para medir las magnitudes
fundamentales de lamecánica, queda fijado por
un comité internacional , denominado Conferencia
General de Pesas y Medidas.
•Un patrón puede ser un objeto real, en cuyo
caso su característica principal ha de ser la
estabilidad.

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1.2.- Unidades y Patrones
• El patrón de longitud es el metro, que se definió
originalmente como una diezmillonésima parte de
la distancia entre el ecuador y el polo norte a lolargo del meridiano de París.
Entre 1792 y 1799, esta distancia fue medida
parcialmente por científicos franceses.
Considerando que la Tierra era una esfera perfecta,
estimaron la distancia total y la dividieron entre 10
millones.
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1.2.- Unidades y Patrones
• Más tarde, después de descubrirse que la forma de la
Tierra no es esférica, el metro se definió como la
distancia entre doslíneas finas trazadas en una barra
de aleación de platino e iridio, el metro patrón
internacional, conservado en París.
•Después, la conferencia de 1960 redefinió el metro como
1.650.763,73 longitudes de onda de la luz anaranjadarojiza emitida por el isótopo criptón 86.
86
• Sin embargo, las medidas de la ciencia moderna
requerían una precisión aún mayor, y en 1983 el metro se
definió comola longitud del espacio recorrido por la luz
en el vacío durante un intervalo de tiempo de
1/299.792.458 de segundo.
segundo
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1.2.- Unidades y Patrones

• El patrón de masa es la masa de un cilindro de
platino-iridio, denominado kilógramo, y conservado
iridio
gramo
en la Oficina Internacional de Pesas y Medidas.
• En un futuro, la gran precisión en contar unidadesatomicomoleculares por difracción de rayos X en
sólidos monocristalinos puede aconsejar redefinir
la unidad de masa a partir del mol y de la masa de
un átomo concreto, desapareciendo así el último
vestigio de los patrones artificiales .
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1.2.- Unidades y Patrones
• El patrón de tiempo, es el tiempo que transcurre entre
9192631770 periodos de la radiación correspondiente a la
transición entre dosniveles energéticos hiperfinos del
estado fundamental del átomo de cesio, denominado
segundo.
• Antes de 1960 era el tiempo transcurrido entre dos pasos
sucesivos del Sol por el meridiano, promediado durante un
año, y conocido como día solar medio, es decir 1
segundo=1/86400 del día solar medio.
• Este patrón se modificó posteriormente y se denominó
año trópico 1900, de tal manera que 1...