FUNDAMENTO DE LA FÍSICA
LA NATURALEZA DE LA FÍSICA:
Es una ciencia natural que estudia las propiedades del espacio, el tiempo, la materia y la energía, así como sus interacciones
es una ciencia que se ocupa de los componente fundamentales del universo, en ocasiones la física moderna incorpora elementos de los tres aspectos mencionados, y conserva la energía, y el movimiento
la física esta relacionadas en tres artes que son:
la rama de la física:
física clásica:
física moderna:
física contemporánea:
relación de la física:
leyes de la física:
SÍMBOLO DE UNIDADES
reglas de las unidades
-Los símbolos de las unidades nunca llevan punto al final y no tienen plural.
-Cuando se usan prefijos, el símbolo de la unidad se escribe después del prefijo y sin espacio entre ambos.
-Los símbolos de las unidades derivadas de nombres propios se escriben con la letra inicial mayúscula.
-Los demás símbolos se escriben con letras minúsculas.
-Para expresar un producto de símbolos de unidades se usa un punto en la mitad de las unidades. El punto se puede suprimir si hay posibilidad de confusión.
-Cuando una unidad secundaria, o derivada, se forma dividiendo una unidad por otra, se puede escribir
SISTEMAS DE UNIDADES
es el arte de comparar una magnitud, todo aquello que se puede medir, con otra de la misma especie, llamada unidad o base de comparación. Tomando en cuenta que se requiere un patrón de medida, cifra de referencia cuantificada y considerada como base de unidad.
Unidades básicas (mecánicas)
Magnitud física básica
|
Símbolo dimensional
|
Unidad básica
|
Símbolo de la unidad
|
Longitud
|
L
|
metros
|
m
|
Masa
|
M
|
kilogramos
|
kg
|
Tiempo
|
T
|
segundos
|
s
|
Unidades básicas (termodinámicas)
magnitud
|
unidades
|
símbolo
|
temperatura
|
kelvin
|
K
|
Cantidad sustancial
|
mol
|
mol
|
Unidades básicas (eléctricas)
magnitud
|
unidades
|
símbolo
|
Corriente eléctrica
|
ampere
|
A
|
UNIDADES DERIVADAS
Las unidades derivadas nos hace referencia a las unidades utilizadas para expresar magnitudes físicas que son resultado de combinar magnitudes físicas básicas.
No se debe confundir este concepto con los de múltiplos y submúltiplos, que se utilizan tanto en las unidades básicas como en las derivadas, sino que siempre se le ha de relacionar con las magnitudes expresadas
Magnitud
|
Nombre
|
Símbolo
|
Relación con unidades básicas
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Superficie/ Área
|
metro cuadrado
|
m2
|
m2
|
Volumen
|
metro cúbico
|
m3
|
m3
|
Velocidad
|
metro por segundo
|
m/s
|
m/s
|
Aceleración
|
metro por segundo cuadrado
|
m/s2
|
m/s2
|
Velocidad angular
|
radian por segundo
|
rad/s
|
s-1
|
Fuerza
|
Newton
|
N
|
Kg.m/s2
|
Presión
|
Pascal
|
Pa
|
N/m2
|
Energía/ Trabajo
|
Joule
|
J
|
N.m
|
Flujo
|
Caudal
|
m3/s
|
m3/s
|
Potencia
|
Watt
|
w
|
J/s
|
PREFIJOS DE LAS UNIDADES
Los prefijos permiten que las cifras puedan presentarse de manera manejable.
Por ejemplo, decir o escribir que una sustancia pesa 0,000000000001g es mucho más complicado En general, las cifras se expresan en su manera más sencilla, de manera que cuando se quieren comparar dos cifras es crucial que el lector conozca los prefijos y entienda las diferencias entre ellos.
Prefijo
|
Abreviatura
|
Valor
|
yotta
|
Y
|
10 24
|
zetta
|
Z
|
10 21
|
exa
|
E
|
10 18
|
peta
|
P
|
10 15
|
tera
|
T
|
10 12
|
giga
|
G
|
10 9
|
mega
|
M
|
10 6
|
kilo
|
k
|
10 3
|
hecto
|
h
|
10 2
|
deca
|
da
|
10 1
|
Sin prefijo
|
Sin abreviatura
|
1
|
deci
|
d
|
10 -1
|
centi
|
c
|
10 -2
|
mili
|
m
|
10 -3
|
micro
|
µ
|
10 -6
|
nano
|
n
|
10 -9
|
pico
|
p
|
10 -12
|
femto
|
f
|
10 -15
|
atto
|
a
|
10 -18
|
zepto
|
z
|
10 -21
|
yocto
|
y
|
10 -24
|
NOTACIÓN CIENTÍFICA
La notación científica (o notación índice estándar) es una manera rápida de representar un número utilizando potencias de base diez. Esta notación se utiliza para poder expresar muy fácilmente números muy grandes o muy pequeños.
La notación científica utiliza un sistema llamado coma flotante, o de punto flotante en países de habla inglesa y en algunos hispanohablantes.
Características de la notación científica
-La base 10 siempre acompaña a la mantisa.
-Si la cantidad numérica empieza con cero el exponente será negativo.
-Si la cantidad numérica no empieza con cero el exponente será positivo.
-Si el punto decimal está ubicado a la derecha, deberá trasladarlo hasta la izquierda.
-Si el punto decimal está ubicado a la izquierda, deberá trasladarlo hasta la derecha
CIFRAS SIGNIFICATIVAS
El grado de incertidumbre de una medida está incluido en la forma en que expresamos la misma. Cuando medimos sólo podemos obtener cierto número de dígitos. Cuando realizamos un cálculo matemático con esta medida, el error o incertidumbre se propaga y aumenta. Entonces, ¿Cuántos lugares decimales debemos utilizar al expresar una medida? Para contestar esta pregunta haremos referencia a las cifras significativas.
Reglas:
-En números que no contienen ceros, todos los dígitos son significativos
-Todos los ceros entre dígitos significativos son significativos
-Los ceros a la izquierda del primero dígito que no es cero sirven solamente para fijar la posición del punto decimal y no son significativos
-En un número con dígitos decimales, los ceros finales a la derecha del punto decimal son significativos
-Si un número no tiene punto decimal y termina con uno o más ceros, dichos ceros pueden ser o no significativos. Para poder especificar el número de cifras significativas, se requiere información adicional. Para evitar confusión es conveniente expresar el numero en notación científica, no obstante, también se suele indicar que dichos ceros son significativos escribiendo el punto decimal solamente. Si el signo decimal no se escribirá, dichos ceros no son significativos.
ANÁLISIS DIMENSIONAL
El análisis dimensional estudia la forma como se relacionan las magnitudes derivadas con las fundamentales.
Este estudio se hace para descubrir valores numéricos a los que llamaremos dimensiones, los cuales aparecen como exponentes de los símbolos que se usan para denominar las magnitudes fundamentales.
Existen tres fines importantes del análisis dimensional a saber:
1. Sirve para expresar o relacionar las magnitudes derivadas en términos de las fundamentales.
2. Nos permite comprobar la veracidad de las formulas físicas, recurriendo al principio de homogeneidad dimensional.
3. Es muy útil para deducir formulas físicas a partir de datos experimentales.
CONVERSIÓN DE UNIDADES
Frecuentemente basta multiplicar por una fracción (factor de una conversión) y el resultado es otra medida equivalente, en la que han cambiado las unidades. Cuando el cambio de unidades implica la transformación de varias unidades se pueden utilizar varios factores de conversión uno tras otro, de forma que el resultado final será la medida equivalente en las unidades que buscamos, por ejemplo si queremos pasar 8 metros a yardas, lo primero que tenemos que hacer, es conocer cuánto vale una yarda en metros para poder transformarlo, en donde, una yarda(yd)= 0,914m, luego dividir 0,914 entre 8 y nos daría como resultado 0,11425yardas.
RETROALIMEMTACION DE LA UNIDAD #2
QUE SON VECTORES
es una herramienta geométrica utilizada para representar una magnitud física definida por su módulo (o longitud), su dirección (u orientación) y su sentido (que distingue el origen del extremo).1 2 3 Los vectores en un espacio euclídeo se pueden representar geométricamente como segmentos de recta dirigidos («flechas») en el plano 
o en el espacio 
.
En Matemáticas se define un vector como un elemento de un espacio vectorial,
esta noción es más abstracta y para muchos espacios vectoriales no es
posible representar sus vectores mediante el módulo, la longitud y la
orientación (ver espacio vectorial). En particular los espacios de dimensión infinita sin producto escalar no son representables de ese modo.
QUE SON VECTORES ESCALARES
Se denomina escalar a los números reales, constantes o complejos que sirven para describir un fenómeno físico con magnitud, pero sin la característica vectorial de dirección. Formalmente es un tensor de rango cero.
En términos matemáticos, se llama escalar a los elementos de un cuerpo (en algunos casos también a los elementos de un anillo), generalmente números, y en particular se usa cuando se quiere distinguirlos claramente de los vectores en el álgebra lineal y en cualquier rama que use módulos o espacios vectoriales.
COMPONENTE DE UN VECTOR
En un sistema coordenado de dos dimensiones, cualquier vector puede separarse en el componente x y el componente y.
Por ejemplo, en la figura siguiente mostrada, el vector 
se separa en dos componentes, vx y vy . Digamos que el ángulo entre el vector y su componente x es θ.
El vector y sus componentes forman un triángulo rectángulo como se muestra a continuación.
En la figura anterior, los componentes pueden leerse rápidamente. El vector en la forma componente es 
.
vx = v cos θ
vy = v sin θ
Aquí, los números mostrados son las magnitudes de los vectores.
Caso 1: Dados los componentes de un vector, encuentre la magnitud y la dirección del vector.
Use las fórmulas siguientes en este caso.
La magnitud del vector es
.
Para encontrar la dirección del vector, resuelva 
for θ.
Caso 2: Dada la magnitud y la dirección de un vector, encuentre los componentes del vector.
Use las fórmulas siguientes en este caso.
vx = v cos θ
vy = v sin θ
Magnitudes escalares
Las magnitudes escalares tienen únicamente como variable a
un número que representa una determinada cantidad. Por
ejemplo la masa de un
cuerpo, que se mide en Kilogramos.
Magnitudes vectoriales
En muchos casos las magnitudes escalares no dan información
completa sobre una propiedad física. Por ejemplo una fuerza
de determinado valor puede estar aplicada sobre un cuerpo en diferentes
sentidos y direcciones. Tenemos entonces las magnitudes vectoriales
que,
como su nombre lo indica, se representan mediante vectores, es decir
que
además de un módulo (o
valor absoluto) tienen una
dirección y un sentido. Ejemplos de magnitudes vectoriales
son la velocidad y la fuerza.
Según el modelo físico con el que estemos
trabajando utilizamos vectores con diferente número de
componentes. Los más comunes son los de una, dos y tres
coordenadas que permiten indicar puntos en la recta, en el plano y en
el espacio respectivamente.
En el
apartado
de matemática puedes consultar las
operaciones con vectores más utilizadas (suma, resta,
producto escalar, producto vectorial, etc).
QUE ES VECTOR VECTORIAL
Se denomina escalar a los números reales, constantes o complejos que sirven para describir un fenómeno físico con magnitud, pero sin la característica vectorial de dirección. Formalmente es un tensor de rango cero.
En términos matemáticos, se llama escalar a los elementos de un cuerpo (en algunos casos también a los elementos de un anillo), generalmente números, y en particular se usa cuando se quiere distinguirlos claramente de los vectores en el álgebra lineal y en cualquier rama que use módulos o espacios vectoriales.
EJEMPLOS DE VECTORES
Un vector 
tienen de componentes (5, −2). Hallar las coordenadas de A si se conoce el extremo B(12, −3).
Hallar las coordenadas del punto medio del segmento AB, de extremos A(3, 9) y B(-1, 5).
Dados los puntos A (3, 2) y B(5, 4) halla un punto C, alineado con A y B, de manera que se obtenga
FORMA DE REPRESENTAR UN VECTOR
·
es un segmento orientado que va del punto A (origen) al punto B (extremo).
, con sentido distinto, que se llaman vectores opuestos.
y 
se escogen como representantes dos vectores tales que el extremo de uno coincida con el origen del otro vector.
es de 10 unidades y la dirección del vector es de 60° con la horizontal. Encuentre los componentes del vector. 
. 
