Guatemala

Introducción a la física

DEFINICIONES.

Física: Es una ciencia fundamental que estudia y describe el comportamiento de los fenómenos naturales que ocurren en nuestro universo. Es una ciencia basada en observaciones experimentales y en mediciones. Su objetivo es desarrollar teorías físicas basadas en leyes fundamentales, que permitan describir el mayor número posible de fenómenos naturales con elmenor número posible de leyes físicas. Estas leyes físicas se expresan en lenguaje matemático, por lo que para entender sin inconvenientes el tratamiento del formalismo teórico de los fenómenos físicos se debe tener una apropiada formación en matemáticas.

Cinemática. Describe el movimiento de los cuerpos sin preocuparse de las causas que lo producen.

Dinámica. Describe el movimiento de loscuerpos considerando las causas que lo producen, y las causas del movimiento son las fuerzas.

SISTEMAS DE MAGNITUDES Y UNIDADES.

Medir una magnitud consiste en compararla con una cantidad arbitraria fija de la magnitud. Una medición se expresa con un número seguida del símbolo de la unidad usada. Existen medidas directas e indirectas, por ejemplo:
El largo y el ancho de una sala son medidasdirectas, pero la superficie de la sala es una medida indirecta. Gran parte de la Física tiene que ver con la medida de cantidades físicas tales como distancia, tiempo, volumen, masa, temperatura, etc. Las leyes Físicas se expresan en términos de cantidades básicas que requieren una definición clara, llamadas magnitudes físicas fundamentales. En mecánica las magnitudes físicas fundamentales son tres:longitud, tiempo y masa. Se llaman magnitudes físicas fundamentales porque están definidas en forma independiente de cualquier otra magnitud física.

Para que sean útiles deben ser invariables y se debe definir una unidad de medida única para la magnitud física, llamada patrón de medida.
El Sistema Internacional (SI) de unidades determina el conjunto de patrones de medida. En este sistema, lasunidades de medida de las magnitudes físicas fundamentales en Mecánica, son las que se dan en la tabla 1.1. Este se conoce también como el sistema MKS (abreviaturas de metro, kilogramo y segundo). También existe el sistema CGS cuyas unidades de medida son el centímetro, gramo y segundo

Tabla 1.1. Unidades de medida de las magnitudes físicas fundamentales en mecánica.


En ciencias seusan muchas otras magnitudes físicas, que se obtienen como una combinación de las magnitudes físicas fundamentales. Se llaman magnitudes físicas derivadas, porque se derivan de las magnitudes físicas fundamentales.
Por ejemplo:

Área = longitud por longitud, se mide en m2
Aceleración = longitud/tiempo al cuadrado, se mide en m/s2
Fuerza = masa por aceleración, se mide en Newton, N = kg m/s2Densidad = masa/volumen, se mide en kg/m3, etc.

1.5 MULTIPLOS, SUBMULTIPLOS Y PREFIJOS.

Teniendo en cuenta que la Física estudia el comportamiento del universo, los valores numéricos de las magnitudes físicas varían en un rango muy amplio, desde cantidades muy pequeñas a muy grandes. Los valores numéricos de la física pueden ser muy complicados de leer en su forma tradicional, por lo que generalmentese expresan en potencias de 10, que es la notación científica. Para medir magnitudes muy grandes o muy pequeñas se expresan los valores en potencias de 10 y se usan os prefijos del SI que es el nombre que se le da a la potencia de 10.
En la tabla 1.4 se dan los nombres de los prefijos

Transformación de unidades.
Muchos cálculos en Física requieren convertir unidades de un sistema a otro. Lasunidades pueden convertirse sustituyéndolas por cantidades equivalentes. En toda respuesta numérica de los problemas siempre debe escribirse las unidades en el resultado final.

Ejemplo 1.4. Transformar 18 km/hora a m/s.
Solución: Se sabe que 1h = 3600 s y que 1 km = 1000 m, entonces:



Análisis dimensional.

Se usa para verificar que todos los términos de una ecuación tengan...