vectoriales

UNIDADES,
CANTIDADES FÍSICAS
Y VECTORES

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METAS DE
APRENDIZAJE

? Ser capaz de pre-

decir la trayectoria de
un huracán resulta
esencial para reducir
al mínimo los posibles
daños a las propiedades y a las vidas humanas. Si un huracán se
mueve a 20 km/h en
una dirección de 53°
al norte del este,
¿qué tan lejos al norte
se moverá el huracán
en una hora?

E

l estudio de lafísica es importante porque es una de las ciencias más fundamentales. Los científicos de todas las disciplinas utilizan las ideas de la física, como
los químicos que estudian la estructura de las moléculas, los paleontólogos que
intentan reconstruir la forma de andar de los dinosaurios, y los climatólogos que estudian cómo las actividades humanas afectan la atmósfera y los océanos. Asimismo, lafísica es la base de toda la ingeniería y la tecnología. Ningún ingeniero podría diseñar
un televisor de pantalla plana, una nave espacial interplanetaria ni incluso una mejor
trampa para ratones, sin antes haber comprendido las leyes básicas de la física.
El estudio de la física es también una aventura. Usted la encontrará desafiante,
a veces frustrante y en ocasiones dolorosa; sin embargo,con frecuencia le brindará
abundantes beneficios y satisfacciones. La física estimulará en usted su sentido de lo
bello, así como su inteligencia racional. Si alguna vez se ha preguntado por qué el
cielo es azul, cómo las ondas de radio viajan por el espacio vacío, o cómo un satélite
permanece en órbita, encontrará las respuestas en la física básica. Sobre todo, apreciará la física como unlogro sobresaliente del intelecto humano en su afán por entender nuestro mundo y a la humanidad misma.
En este capítulo inicial repasaremos algunos conceptos importantes que necesitaremos en nuestro estudio. Comentaremos la naturaleza de la física teórica y el uso de
modelos idealizados para representar sistemas físicos. Presentaremos los sistemas
de unidades que se emplean para especificarcantidades físicas y analizaremos la forma de describirlas con precisión. Estudiaremos ejemplos de problemas que no tienen
(o para los que no nos interesa obtener) una respuesta exacta donde, no obstante, las
aproximaciones son útiles e interesantes. Por último, examinaremos varios aspectos
de los vectores y el álgebra vectorial que necesitaremos para describir y analizar cantidades físicas, comovelocidad y fuerza, que tienen dirección además de magnitud.

Al estudiar este capítulo,
usted aprenderá:

• Cuáles son las cantidades
fundamentales de la mecánica
y cuáles son las unidades que
los físicos utilizan para medirlas.
• Cómo manejar cifras significativas
en sus cálculos.
• La diferencia entre escalares
y vectores, y cómo sumar y
restar vectores gráficamente.
• Cuáles son lascomponentes
de un vector y cómo se utilizan
para realizar cálculos.
• Cuáles son los vectores unitarios
y cómo se utilizan con las
componentes para describir
vectores.
• Dos formas para multiplicar
vectores.

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C APÍT U LO 1 Unidades, cantidades físicas y vectores

1.1 La naturaleza de la física
La física es una ciencia experimental. Los físicos observan los fenómenosnaturales
e intentan encontrar los patrones y principios que los describen. Tales patrones se denominan teorías físicas o, si están muy bien establecidos y se usan ampliamente, leyes o
principios físicos.
CU I DA D O El significado de la palabra “teoría” Decir que una idea es una teoría no
implica que se trate de una divagación o de un concepto no comprobado. Más bien, una teoría
es una explicaciónde fenómenos naturales basada en observaciones y en los principios fundamentales aceptados. Un ejemplo es la bien establecida teoría de la evolución biológica, que es
el resultado de extensas investigaciones y observaciones de varias generaciones de biólogos. ❚

1.1 Dos laboratorios de investigación.
a) Según la leyenda, Galileo estudió el
movimiento de cuerpos en caída libre
soltándolos...