mecanica

APUNTES DE FISICA
UNIDAD 1. INTRODUCCION A LA FISICA
TEMA 1. MECANICA CLASICA

La Física estudia los componentes básicos de la naturaleza y las leyes que satisfacen. Las
leyes físicas típicas se presentan como expresiones matemáticas.

La ciencia cataloga, ordena, generaliza los hechos reales aislados. Esto lo hace mediante
conjuntos estructurados de proposiciones: las teoríascientíficas. La teoría científica
hipotiza la validez de ciertas leyes que son relaciones entre las categorías teóricas. Las
leyes teóricas implican relaciones entre los hechos reales. Debe ser posible constatar la
validez de la teoría confrontándola con la realidad. Esta confrontación es lo que llamamos
experimento.
La mecánica clásica es una formulación de la mecánica para describir mediante leyes elcomportamiento de cuerpos físicos macroscópicos en reposo y a velocidades pequeñas
comparadas con la velocidad de la luz.
La mecánica vectorial, deviene directamente de las leyes de Newton, por eso también se le
conoce como «mecánica newtoniana». Es aplicable a cuerpos que se mueven en relación a
un observador a velocidades pequeñas comparadas con la de la luz en un espacio euclídeotridimensional.

Aunque la teoría es generalizable, la formulación básica de la misma se hace en sistemas de
referencia inerciales donde las ecuaciones básicas del movimiento se reducen a las Leyes
de Newton.

El espacio físico es una abstracción matemática ligada a un cuerpo rígido que se asume en
reposo y que forma el sistema o marco de referencia. Un punto importante de la Mecánica

es que susleyes son válidas solamente en marcos de referencia particulares, que
denominamos sistemas de referencia inerciales (SRI) y que se mueven con movimiento
rectilíneo uniforme entre sí. Los SRI son equivalentes entre sí (Relatividad Galileana).

A principios del siglo XX Einstein estableció que la velocidad de la luz era la velocidad
máxima de la naturaleza c ≈ 3×108m/s. Si las velocidades sonmucho más pequeñas que la
velocidad de la luz los efectos relativistas no se notan. También a principios del siglo XX
se descubrió que la Mecánica Newtoniana no valía para cuerpos muy pequeños. A escala
atómica (1x10-8) es necesario usar una nueva mecánica, la Mecánica Cuántica.
Estudiaremos la Mecánica Clásica no Relativista

Todas las fuerzas que se observan en la naturaleza se puedenreducir a cuatro interacciones
fundamentales. De estas sólo dos se observan a escala macroscópica: La atracción
gravitacional y las interacciones electromagnéticas.

TEMA 2. MAGNITUDES FÍSICAS, UNIDADES Y DIMENSIONES

La Física estudia las propiedades de la materia que son susceptibles de ser cuantificadas,
algunas son números, como por ejemplo la cantidad de moléculas en una región de espacioes un número natural, pero la mayoría no lo son. Sin embargo las magnitudes físicas tienen
propiedades comunes a los números, se pueden comparar, se pueden sumar y se pueden
multiplicar por un número.

Desde un punto de vista matemático las magnitudes físicas forman espacios vectoriales de
dimensión 1. Sólo podemos comparar o sumar magnitudes físicas homogéneas, es decir del
mismo tipo.Podemos sumar la masa de una mosca con la de un clavo, pero no podemos
sumar la longitud del clavo con su masa. Dos magnitudes físicas, aún diferentes, se pueden
multiplicar, pero el resultado es una tercera magnitud física. Por ejemplo el producto de dos
longitudes es un área y el producto de una velocidad por un tiempo es una longitud.
Podemos dar una medida numérica a una magnitudcomparándola con un patrón. El valor
de la magnitud del patrón es la unidad de medida.

valor = medida × unidad (1)

Las leyes físicas tienen típicamente la forma de relaciones matemáticas entre variables que
representan magnitudes físicas. El valor de las variables se determina, o bien midiéndolas y
comparándolas con un patrón o unidad, o bien calculándolas a partir de otras variables.

Para la...