VECTORES
“Jesús María Semprum”
Programa de Ingeniería
Prof. Pedro Quintela
Física I
Unidad II. Vectores
1. Introducción
Anteriormente, se definió que una magnitud física
es un número o conjunto de números, resultado de una
medición cuantitativa que asigna valores numéricos a
algunas propiedades de un cuerpo o sistema físico.
Asimismo, las magnitudes físicas pueden cuantificarse
por comparación con un patrón o con partes de un
patrón. Recordemos que constituyen ejemplos de
magnitudes físicas: la masa, la longitud, el tiempo, la
densidad, la temperatura, la velocidad, la aceleración y
la energía.
Las magnitudes físicas pueden ser clasificadas de acuerdo a varios criterios:
‐
Según su actividad, se clasifican en magnitudes
extensivas e intensivas.
‐
Según su forma matemática, las magnitudes se
clasifican en escalares, vectoriales o tensoriales.
1.1. Magnitudes Extensivas e Intensivas
Una magnitud extensiva es una magnitud que
depende de la cantidad de sustancia que tiene el cuerpo
o sistema. Las magnitudes extensivas son aditivas. Si
consideramos un sistema físico formado por dos partes
o subsistemas, el valor total de una magnitud extensiva
resulta ser la suma de sus valores en cada una de las dos
partes. Ejemplos: la masa y el volumen de un cuerpo o
sistema, la energía de un sistema termodinámico, entre
otros.
Una magnitud intensiva es aquélla cuyo valor no
depende de la cantidad de materia del sistema. Las
magnitudes intensivas tiene el mismo valor para un
sistema que para cada una de sus partes consideradas
como subsistemas. Ejemplos: la densidad, la
temperatura y la presión de un sistema termodinámico
en equilibrio.
En general, el cociente entre dos magnitudes
extensivas da como resultado una magnitud intensiva. Ejemplo: masa dividida por volumen representa
densidad.
1.2. Magnitudes Escalares, Vectoriales y Tensoriales
Las magnitudes físicas se clasifican en tres tipos:
Magnitudes escalares: Son aquellas que quedan
completamente definidas por un número y las unidades
utilizadas para su medida. Esto es, las magnitudes
escalares están representadas por el ente matemático más simple, por un número. Podemos decir que poseen
un módulo, pero que carecen de dirección y sentido. Su
valor puede ser independiente del observador (por
ejemplos: la masa, la temperatura, la densidad, entre
otros) o depender de la posición o estado de
movimiento del observador (por ejemplo: la energía
cinética).
Magnitudes vectoriales: Son las magnitudes que
quedan caracterizadas por una cantidad (módulo), una
dirección y un sentido. En un espacio euclidiano, de no
más de tres dimensiones, un vector se representa
mediante un segmento orientado. Ejemplos de estas
magnitudes son: la velocidad, la aceleración, la fuerza,
el campo eléctrico, la intensidad luminosa, entre otros.
Además, al considerar otro sistema de
coordenadas asociado a un observador con diferente
estado de movimiento o de orientación, las magnitudes
vectoriales no presentan invariancia de cada uno de los
componentes del vector y, por tanto, para relacionar las
medidas de diferentes observadores se necesitan
relaciones de transformación vectorial. En mecánica clásica también el campo electrostático se considera un
vector; sin embargo, de acuerdo con la teoría de la
relatividad esta magnitud, al igual que el campo
magnético, debe ser tratada como parte de una
magnitud tensorial.
Magnitudes tensoriales (propiamente dichas): Son
las que caracterizan propiedades o comportamientos
físicos modelizables mediante un conjunto de números
que ...
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