FUNDAMENTOS DE LA FISICA
CONCLUSION
La física es una ciencia teórica, que se basa en estudios experimentales. La física, de la misma manera que todas las ciencias, busca que sus CONCLUSIONES puedan ser verificables mediante experimentos y que la teoría pueda realizar predicciones de experimentos futuros. Dada la amplitud del campo de estudio de la física, así como su desarrollo histórico en relación a otras ciencias, se la puede considerar la ciencia fundamental o central, ya que incluye dentro de su campo de estudio a la química y a la biología, además de explicar sus fenómenos.
La física en su intento de describir los fenómenos naturales con exactitud y veracidad ha llegado a límites impensables, nuestro conocimiento actual abarca desde la descripción de partículas fundamentales microscópicas, el nacimiento de las estrellas en el universo e incluso el conocer con una gran probabilidad lo que aconteció los primeros instantes del nacimiento de nuestro universo, por citar unos pocos conocimientos.
Las primeras aplicaciones de la física se remontan a más de dos mil años con los primeros trabajos de Aristóteles y continúa hasta el momento, con cada nuevo descubrimiento nuevas preguntas van apareciendo y nuevos científicos están prestos a buscar sus respuestas. Miles de científicos han contribuido con su genialidad al desarrollo de la física; entre ellos Galileo Galilei, Isaac Newton, James Clerk Maxwell, Albert Einstein, Niels Bohr, Paul Dirac, Richard Feynman, y la lista es interminable.
LA NATURALEZA DE LA FÍSICA
El mundo está lleno de experiencias que piden ser explicadas.
Piense por ejemplo en los colores de un arco iris y en las pompas de jabón, en
las colas de vapor de un avión volando a alta altitud, al hecho del agua, en el
estado líquido, que se transforma brutalmente en hielo sólido a una cierta
temperatura, en el relámpago y el trueno que se producen durante una tormenta,
en la maravillosa simetría hexagonal de un pequeño copo de nieve; todos esos
fenómenos así como un número infinito de otros son del dominio específico de la
física.
·
SIMBOLOS 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, por ejemplo, m/s o
equivalentementem·s-1
·
SISTEMAS DE UNIDADES
La medición 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
Mediante
esta denominación se 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.
Unidades del si
Magnitud
|
Nombre
|
Símbolo
|
Relación con unidades
básicas
|
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
|
radián 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 y engorroso que decir o escribir que
pesa 1pg (picogramo) o 1000ng (nanogramos).
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.
Los números se escriben como un
producto:
Siendo:
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 digito 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.