Física Básica

1.−Para que se estudia la fÃ-sica
El objetivo último de la Ciencia es comprender el mundo que nos rodea.
La FÃ-sica la ciencias que sirven de ingrediente básico para todas las demás ciencias y su conocimiento es
imprescindible para que éstas avancen. La utilización de principios fÃ-sicos y quÃ-micos para resolver
problemas prácticos ha dado lugar a diferentes ramas de la ingenierÃ-a.
La FÃ-sica no sólo nos permite avanzar en el conocimiento de la naturaleza, sino que contribuye al
desarrollo económico y social de la humanidad.
Un conocimiento básico de estas ciencias se hace necesario en la sociedad actual si queremos ser ciudadanos
con capacidad de tomar decisiones propias. Es por ello que la QuÃ-mica se estudia dentro del ámbito
cientÃ-fico
2.−Que es la naturaleza
La naturaleza o natura, en su sentido más amplio, es equivalente al mundo natural, universo fÃ-sico, mundo
material o universo material. El término "naturaleza" hace referencia a los fenómenos del mundo fÃ-sico,
y también a la vida en general. Por lo general no incluye los objetos artificiales ni la intervención humana,
a menos que se la califique de manera que haga referencia a ello, por ejemplo con expresiones como
"naturaleza humana" o "la totalidad de la naturaleza". La naturaleza también se encuentra diferenciada de lo
sobrenatural. Se extiende desde el mundo subatómico al galáctico.
La palabra "naturaleza" proviene de la palabra germánica naturist, que significa "el curso de los animales,
carácter natural.
Natura es la traducción latina de la palabra griega physis (φÏσις), que en su significado original hacÃ-a
referencia a la forma innata en la que crecen espontáneamente plantas y animales. El concepto de naturaleza
como un todo el universo fÃ-sico es un concepto más reciente que adquirió un uso cada vez más amplio
con el desarrollo del método cientÃ-fico moderno en los últimos siglos.
3.−Cuantas clasificaciones de fenómenos naturales hay
Según el criterio de la Organización de las Naciones Unidas (ONU), los desastres se desastres se clasifican
de la siguiente manera:
1) Desastres Naturales, y
2) Desastres Tecnológicos.
4.−En cuantas ramas se clasifica la fÃ-sica para su estudio
FÃ-sica clásica
Mecánica: mecánica clásica, mecánica de medios continuos, mecánica de fluidos.
Termodinámica y mecánica estadÃ-stica.
Mecánica ondulatoria: acústica, óptica.
Electromagnetismo: electricidad, magnética
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FÃ-sica moderna
Relatividad: teorÃ-a especial de la relatividad, teorÃ-a general de la relatividad, gravitación.
Mecánica cuántica: átomo, núcleo, fÃ-sica quÃ-mica, fÃ-sica del estado sólido.
FÃ-sica de partÃ-culas.
FÃ-sica contemporánea
Termodinámica fuera del equilibrio: mecánica estadÃ-stica, percolación.
Dinámica no−lineal: turbulencia, teorÃ-a del caos, fractales.
Sistemas complejos: sociofÃ-sica, econofÃ-sica, crÃ-tica autorganizada, redes complejas.
FÃ-sica mesoscópica: puntos cuánticos.
Nano−FÃ-sica: pinzas ópticas.
5.−Que disciplinas estudia la fÃ-sica moderna
Relatividad: teorÃ-a especial de la relatividad, teorÃ-a general de la relatividad, gravitación.
Mecánica cuántica: átomo, núcleo, fÃ-sica quÃ-mica, fÃ-sica del estado sólido.
FÃ-sica de partÃ-culas.
6.−Que disciplinas estudia la fÃ-sica clásica
Mecánica: mecánica clásica, mecánica de medios contÃ-nuos, mecánica de fluidos.
Termodinámica y mecánica estadÃ-stica.
Mecánica ondulatoria: acústica, óptica.
Electromagnetismo: electricidad, magnetizmo
7.−Define el concepto de masa
La masa, en fÃ-sica, es la medida de la inercia, que únicamente para algunos casos puede entenderse como
la magnitud que cuantifica la cantidad de materia de un cuerpo. La unidad de masa, en el Sistema
Internacional de Unidades es el kilogramo (kg). Es una cantidad escalar y no debe confundirse con el peso,
que es una cantidad vectorial que representa una fuerza.
8.−Define el concepto de peso
En fÃ-sica, el peso de un cuerpo es una magnitud vectorial, el cual se define como la fuerza con la cual un
cuerpo actúa sobre un punto de apoyo, a causa de la atracción de este cuerpo por la fuerza de la gravedad.
9.−Define el concepto de energÃ-a
El término energÃ-a (del griego á¼Î½Î-Ïγεια/energeia, actividad, operación;
á¼Î½ÎµÏγóς/energos=fuerza de acción o fuerza trabajando) tiene diversas acepciones y definiciones,
relacionadas con la idea de una capacidad para obrar, transformar o poner en movimiento. En fÃ-sica,
«energÃ-a» se define como la capacidad para realizar un trabajo
10.−Define el concepto de materia
Materia es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio. En fÃ-sica y filosofÃ-a, materia es el término
para referirse a los constituyentes de la realidad material objetiva, entendiendo por objetiva que pueda ser
percibida de la misma forma por diversos sujetos. Se considera que es lo que forma la parte sensible de los
objetos perceptibles o detectables por medios fÃ-sicos. Es decir es todo aquello que ocupa un sitio en el
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espacio, se puede tocar, se puede sentir, se puede medir, etc.
11.−Define el concepto de espacio
Espacio fÃ-sico: el lugar donde existen los objetos y los fenómenos fÃ-sicos y donde éstos tienen una
posición y dirección.
Espacio fásico, en mecánica clásica, el espacio fásico o espacio de fases es el espacio formado por las
posiciones generalizadas y sus momentos conjugados correspondientes.
Espacio de configuración en mecánica clásica y mecánica lagrangiana, el espacio de configuración es
el espacio de todas las posibles posiciones instantáneas de un sistema mecánico.
Espacio de Fock, en mecánica cuántica es un sistema algebraico (un espacio de Hilbert) que se usa para
describir un estado cuántico.
Espacio−tiempo, donde se desarrollan los eventos según la teorÃ-a de la relatividad.
12.−Define el concepto de tiempo
El Tiempo es la magnitud fÃ-sica con la que medimos la duración o separación de acontecimientos sujetos
a cambio, de los sistemas sujetos a observación, esto es, el perÃ-odo que transcurre entre el estado del
sistema cuando éste aparentaba un estado X y el instante en el que X registra una variación perceptible
para un observador (o aparato de medida). Es la magnitud que permite ordenar los sucesos en secuencias,
estableciendo un pasado, un presente y un futuro, y da lugar al principio de causalidad, uno de los axiomas del
método cientÃ-fico.
13.−Define el concepto de ciencia
La ciencia (del latÃ-n scientia 'conocimiento') es el conjunto de conocimientos obtenidos mediante la
observación y el razonamiento, sistemáticamente estructurados y de los que se deducen principios y leyes
generales.[1]
Es el conocimiento sistematizado, elaborado a partir de observaciones y el reconocimiento de patrones
regulares, sobre los que se pueden aplicar razonamientos, construir hipótesis y construir esquemas
metódicamente organizados.
14.−Cuáles son los pasos del método cientÃ-fico
• Observación: Observar es aplicar atentamente los sentidos a un objeto o a un fenómeno, para estudiarlos
tal como se presentan en realidad, puede ser ocasional o causalmente.
• Inducción: La acción y efecto de extraer, a partir de determinadas observaciones o experiencias
particulares, el principio particular de cada una de ellas.
• Hipótesis: Planteamiento mediante la observación siguiendo las normas establecidas por el método
cientÃ-fico.
• Probar la hipótesis por experimentación.
• Demostración o refutación (antÃ-tesis) de la hipótesis.
• Tesis o teorÃ-a cientÃ-fica (conclusiones).
15.−Cuando se adquiere el pensamiento complejo
La necesidad del pensamiento complejo surge a lo largo de un camino en el que aparecen los lÃ-mites, las
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insuficiencias y las carencias del pensamiento simplificador.
La complejidad no serÃ-a algo definible de manera simple para tomar el lugar de la simplicidad. La
complejidad es una palabra problema y no una palabra solución
El pensamiento complejo intenta articular dominios disciplinarios quebrados por el pensamiento disgregador
y aspira al conocimiento multidimensional pero no aspira al conocimiento complejo. Uno de los axiomas de la
complejidad es la imposibilidad de una omnisciencia. Por eso, el pensamiento complejo está animado por
una tensión permanente entre la aspiración a un saber no parcelado y el reconocimiento de lo inacabado e
incompleto de todo conocimiento.
 Aunque ya Gaston Bachelard propuso en su libro El nuevo espÃ-ritu cientÃ-fico que lo simple no
existe, sólo lo simplificado, la ciencia moderna ha construido su objeto extrayéndolo de su ambiente
complejo para ponerlo en situaciones experimentales no complejas. AsÃ-, la ciencia no es el estudio del
universo simple sino una simplificación heurÃ-stica para extraer ciertas propiedades y ver ciertas leyes. No
es de extrañar por tanto, que el estudio de la complejidad ha sido poco desarrollado porÂ
filósofos  como Popper, Kuhn, Lakatos o Feyerabend interesados en el estudio del fenómeno
cientÃ-fico.
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16.−Define el concepto de movimiento
El movimiento es un fenómeno fÃ-sico que se define como todo cambio de posición en el espacio que
experimentan los cuerpos de un sistema con respecto a ellos mismos o a otro cuerpo que se toma como
referencia. Todo cuerpo en movimiento describe una trayectoria.
La descripción y estudio del movimiento de un cuerpo exige determinar su posición en el espacio en
función del tiempo. Para ello es necesario un sistema de referencia o referencial.
16.−En cuantas dimensiones se estudia el movimiento
En 4 dimensiones
17.−Que es la mecánica
La mecánica es una ciencia perteneciente a la fÃ-sica, ya que los fenómenos que estudia son fÃ-sicos, por
ello está relacionada con las matemáticas. Sin embargo,
18.−Que es la cinemática
La Cinemática (del griego κινεω, kineo, movimiento) es la rama de la mecánica clásica que estudia
las leyes del movimiento de los cuerpos sin tener en cuenta las causas que lo producen, limitándose,
esencialmente, al estudio de la trayectoria en función del tiempo.
En la Cinemática se utiliza un sistema de coordenadas para describir las trayectorias, denominado sistema de
referencia. La velocidad es el ritmo con que cambia la posición un cuerpo. La aceleración es el ritmo con
que cambia su velocidad. La velocidad y la aceleración son las dos principales cantidades que describen
cómo cambia su posición en función del tiempo.
19.−Que es la estática
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La Estática es la parte de la mecánica que estudia el equilibrio de fuerzas.
Estática es la rama de la mecánica que analiza las cargas (fuerza, par / momento) en los sistemas fÃ-sicos
en equilibrio estático, es decir, en un estado en el que las posiciones relativas de los subsistemas no varÃ-an
con el tiempo.
20.−Que es la dinámica
La dinámica es la parte de la fÃ-sica que describe la evolución en el tiempo de un sistema fÃ-sico en
relación a las causas que provocan los cambios de estado fÃ-sico y/o estado de movimiento. El objetivo de la
dinámica es describir los factores capaces de producir alteraciones de un sistema fÃ-sico, cuantificarlos y
plantear ecuaciones de movimiento o ecuaciones de evolución para dicho sistema de operación.
El estudio de la dinámica es prominente en los sistemas mecánicos (clásicos, relativistas o cuánticos),
pero también la termodinámica y electrodinámica. En este artÃ-culo se desarrollaran los aspectos
principales de la dinámica en sistemas mecánicos, dejándose para otros artÃ-culos el estudio de la
dinámica en sistemas no−mecánicos.
21.−Que es un vector
Es una herramienta geométrica utilizada para representar una magnitud fÃ-sica orientada.
22.−Cuáles son los elementos de un vector
Módulo, dirección, sentido
23.−Que es fuerza
En fÃ-sica, la fuerza es una magnitud fÃ-sica que mide la intensidad del intercambio de momento lineal entre
dos partÃ-culas o sistemas de partÃ-culas (en lenguaje de la fÃ-sica de partÃ-culas se habla de interacción).
Según una definición clásica, fuerza es toda causa agente capaz de modificar la cantidad de movimiento o
la forma de los cuerpos materiales. No debe confundirse con los conceptos de esfuerzo o de energÃ-a.
En el Sistema Internacional de Unidades, la fuerza se mide en newtons.
24.−Explica con un ejemplo la fuerza a distancia
La fuerza de atracción de la luna sobre la tierra y vice − versa; Las mareas, o movimientos de la superficie
del mar en sentido vertical (marea baja y alta), son consecuencias de la influencia de atracción de la luna y
del sol sobre la tierra (mareas astronómicas).
25.−A que se refieren las fuerzas gravitacionales
En mecánica newtoniana la fuerza de atracción entre dos masas, cuyos centros de gravedad están lejos
comparadas con las dimensiones del cuerpo,[1] viene dada por la ley de la gravitación universal de Newton:
26.−A que se refieren las fuerzas electromagnéticas
El efecto del campo electromagnético sobre una partÃ-cula relativista viene dado por la expresión
covalente de la fuerza de Lorentz:
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27.−Como se entiende la primera ley de newton
Todo cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilÃ-neo a no ser que sea obligado
a cambiar su estado por fuerzas impresas sobre él.[5]
Esta ley postula, por tanto, que un cuerpo no puede cambiar por sÃ- solo su estado inicial, ya sea en reposo o
en movimiento rectilÃ-neo uniforme, a menos que se aplique una fuerza o una serie de fuerzas cuyo resultante
no sea nulo sobre él. Newton toma en cuenta, asÃ-, el que los cuerpos en movimiento están sometidos
constantemente a fuerzas de roce o fricción, que los frena de forma progresiva, algo novedoso respecto de
concepciones anteriores que entendÃ-an que el movimiento o la detención de un cuerpo se debÃ-a
exclusivamente a si se ejercÃ-a sobre ellos una fuerza, pero nunca entendiendo como esta a la fricción.
En consecuencia, un cuerpo con movimiento rectilÃ-neo uniforme implica que no existe ninguna fuerza
externa neta o, dicho de otra forma, un objeto en movimiento no se detiene de forma natural si no se aplica
una fuerza sobre él. En el caso de los cuerpos en reposo, se entiende que su velocidad es cero, por lo que si
esta cambia es porque sobre ese cuerpo se ha ejercido una fuerza neta.
28.−Como se entiende la segunda ley de newton
El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la lÃ-nea recta a lo
largo de la cual aquella fuerza se imprime.[6]
Esta ley explica qué ocurre si sobre un cuerpo en movimiento (cuya masa no tiene por qué ser constante)
actúa una fuerza neta: la fuerza modificará el estado de movimiento, cambiando la velocidad en módulo o
dirección. En concreto, los cambios experimentados en la cantidad de movimiento de un cuerpo son
proporcionales a la fuerza motriz y se desarrollan en la dirección de esta; esto es, las fuerzas son causas que
producen aceleraciones en los cuerpos. Consecuentemente, hay relación entre la causa y el efecto, esto es, la
fuerza y la aceleración están relacionadas. Dicho sintéticamente, la fuerza se define simplemente en
función del momento en que se aplica a un objeto, con lo que dos fuerzas serán iguales si causan la misma
tasa de cambio en el momento del objeto.
En términos matemáticos esta ley se expresa mediante la relación:
29.−Como se entiende la tercera ley de newton
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Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria: o sea, las acciones mutuas de dos cuerpos
siempre son iguales y dirigidas en direcciones opuestas.[6]
La tercera ley es completamente original de Newton (pues las dos primeras ya habÃ-an sido propuestas de
otras maneras por Galileo, Hooke y Huygens) y hace de las leyes de la mecánica un conjunto lógico y
completo.[7] Expone que por cada fuerza que actúa sobre un cuerpo, este realiza una fuerza de igual
intensidad y dirección, pero de sentido contrario sobre el cuerpo que la produjo. Dicho de otra forma, las
fuerzas, situadas sobre la misma recta, siempre se presentan en pares de igual magnitud y opuestas en
dirección.
Este principio presupone que la interacción entre dos partÃ-culas se propaga instantáneamente en el
espacio (lo cual requerirÃ-a velocidad infinita), y en su formulación original no es válido para fuerzas
electromagnéticas puesto que estas no se propagan por el espacio de modo instantáneo sino que lo hacen a
velocidad finita "c".
Es importante observar que este principio de acción y reacción relaciona dos fuerzas que no están
aplicadas al mismo cuerpo, produciendo en ellos aceleraciones diferentes, según sean sus masas. Por lo
demás, cada una de esas fuerzas obedece por separado a la segunda ley.
Junto con las anteriores, permite enunciar los principios de conservación del momento lineal y del momento
angular.
30.−Que es la fuerza de rozamiento
La fuerza de rozamiento es una fuerza que aparece cuando hay dos cuerpos en contacto y es una fuerza muy
importante cuando se estudia el movimiento de los cuerpos. Es la causante, por ejemplo, de que podamos
andar (cuesta mucho mas andar sobre una superficie con poco rozamiento, hielo, por ejemplo, que por una
superficie con rozamiento como, por ejemplo, un suelo rugoso).
31.−Que es el centro de gravedad
El centro de gravedad (cgo.) es el punto de aplicación de la resultante de todas las fuerzas de gravedad que
actúan sobre las distintas porciones materiales de un cuerpo, de tal forma que el momento respecto a
cualquier punto de esta resultante aplicada en el centro de gravedad es el mismo que el producido por los
pesos de todas las masas materiales que constituyen dicho cuerpo.
32.−Que dice la ley de la gravitación universal de newton
La ley de Gravitación Universal es una ley clásica de la gravitación presentada por Isaac Newton en su
libro publicado en 1687, Philosophiae Naturalis Principia Mathematica que establece una relación
cuantitativa para la fuerza de atracción entre dos objetos con masa.
33.−A que se refiere el tiro vertical
Corresponde al de un objeto arrojado en la dirección opuesta al centro de la tierra, ganando altura. En este
caso la aceleración de la gravedad, provoca que el objeto vaya perdiendo velocidad, en lugar de ganarla,
hasta llegar al estado de reposo; seguidamente, y a partir de allÃ-, comienza un movimiento de caÃ-da libre
con velocidad inicial nula.
34.−A que se refiere la caÃ-da libre
En mecánica, se denomina caÃ-da libre al movimiento de un cuerpo bajo la acción exclusiva de un campo
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gravitatorio. Aunque esta definición formal excluye la influencia de otras fuerzas, como la resistencia
aerodinámica, frecuentemente éstas deben ser tenidas en cuenta cuando el fenómeno tiene lugar en el
seno de un fluido, como el aire o cualquier otro fluido.
35.−Que es un radian
El radián es la unidad de ángulo plano en el Sistema Internacional de Unidades. Representa el ángulo
central en una circunferencia que subtiende un arco cuya longitud es igual a la del radio. Su sÃ-mbolo es rad.
36.−Que es periodo
Es el intervalo de tiempo entre dos puntos equivalentes de una onda u oscilación, también se puede
asociar a la frecuencia mediante la relación:
37.−Que es la frecuencia
Frecuencia es una medida que se utiliza generalmente para indicar el número de repeticiones de cualquier
fenómeno o suceso periódico en la unidad de tiempo.
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