CONCEPTOS BÁSICOS = División de la física para su estudio =: Física.−

CONCEPTOS BÁSICOS
Física.− Ciencia que estudia los conceptos fundamentales de la materia, energía, tiempo y la relación entre
ellos.
= División de la física para su estudio =:
Estática.− Estudia los cuerpos en equilibrio.
Cinemática.− Estudia el movimiento de los cuerpos sin atender sus causas.
Dinámica.− Estudia las causas del movimiento.
= Notación Científica =
Formato en que se expresan números decimales en potencias de base 10 para su facilidad de manejo.
•.
= Mediciones y patrones de medida =
Medir.− Es realizar una comparación entre una cantidad física y un patrón.
Tipos de mediciones:
• Directa.− Son las que al utilizar el instrumento de medición y compararlo con lo que queremos medir
queda bien definida.
• Indirecta.− Son las que para quedar bien definidas requieren la realización de cálculos.
Error de medición.− Diferencia entre el valor medido o calculado y el real.
Clasificación:
• Estocástico.− Aquellos que no se pueden predecir; ocurren al azar (alteraciones por la humedad)
• Sistemático.− Puede ser por mala calibración, defectos de fabricación o error en la escala del
instrumento.
Las cantidades físicas tienen un margen de error y se dice que las mediciones contienen en general una
incertidumbre.
Dicha incertidumbre depende también del aparato de medición, y se estima como la mitad de la mínima
división de la escala del instrumento utilizado. Por ejemplo una regla en cm = 1 cm /2 = 0.5 cm, entonces de
manera abreviada queda: L = 23
0.5 cm.
Para cuantificar los errores se define:
• Error Absoluto.− Diferencia entre el valor medio obtenido y el hallado en esa medida. E. A. = Valor
real − Valor medido
1
• Error Relativo.− Error absoluto medio de todas las medidas. E. R. = E. A. / Valor real
• Error Porcentual.− Calculadas o expresadas en tantos por ciento. E. P. = E. R. x 100
= Sistemas de Unidades CGS, MKS e Internacional =
Sistema CGS: Centímetro, gramo, segundo.
Sistema MKS: Metro, kilogramo, segundo.
Sistema Internacional de Unidades:
MAGNITUD FÍSICA
Nombre
Longitud
Masa
Tiempo
Temperatura termodinámica
Intensidad de corriente
Intensidad luminosa
Cantidad de sustancia
Símbolo
L
M
T
I
IL
CS(n)
UNIDAD
Nombre
metro
kilogramo
segundo
kelvin
ampere
candela
mol
Símbolo
m
kg
s
K
A
Cd
mol
= Unidades Fundamentales y Derivadas =
Unidad Fundamental.− Derivada de una magnitud fundamental. (S.I.U.)
Unidad Derivada.− Proviene de una combinación de las unidades fundamentales.
MAGNITUD FÍSICA
Área
Volumen
Velocidad
Aceleración
Trabajo
Energía
Presión
Fuerza
UNIDAD
m2
m3
m/s
m/s2
N m (joule)
N m (joule)
N/m2 (pascal)
N (newton)
Múltiplos y submúltiplos decimales:
FACTOR
109
106
103
10−1
10−2
10−3
PREFIJO
giga
mega
kilo
deci
centi
mili
SÍMBOLO
G
M
k
d
c
m
2
= Conversión de Unidades =
Para realizarla se necesita la equivalencia entre las unidades involucradas.
• 90 km/h a m/s
= Cantidades Escalares y Vectoriales =
Cantidades Escalares.− Magnitud física que carece de dirección (distancia, tiempo,...).
Cantidades Vectoriales.− Toda magnitud en la que, además de la medida, hay que considerar el punto de
aplicación, la dirección y el sentido (Desplazamiento, fuerza,...). Se representa con negrita o una flecha
Tipos de vectores:
• V. Concurrentes.− Actúan en un mismo punto.
• V. Colineales.− Actúan o se encuentran sobre una misma recta.
• V. Coplanares.− Aquellos que se encuentran en un mismo plano.
• V. Espaciales.− Cuando se encuentran en 3 dimensiones.
= Propiedades y características de un vector =
Propiedades:
• De Transmisibilidad.− Trasladar un vector sobre la misma línea (de acción)
• De Vector Libre.− Se puede trasladar a cualquier posición si conserva su dirección, magnitud y
sentido.
Características:
• Magnitud.− Número y unidad.
• Dirección.− Ángulo y forma con una línea de referencia.
• Sentido.− (+) o (−). Un sentido negativo implica sumar 180º a la dirección.
= Suma y resta de vectores por Método Gráfico =
*Método del Polígono: La suma se define como el vector que resulta de unir el origen del vector inicial con
el final del último vector.
Gráficamente la suma se obtiene representando 2 vectores con una escala adecuada y midiendo esta
directamente.
*Método del Triángulo: Se aplica a la suma de 2 vectores, sigue las reglas del método del polígono.
*Método del Paralelogramo: Se aplica a la suma de 2 vectores donde ambos parten del mismo origen en el
mismo plano
Componentes de un vector: Puede ser representado por sus sumandos (A y B son componentes de la
resultante).
3
= Suma y resta de vectores por Método Analítico =
Método de los Componentes Rectangulares: Forman entre sí 90º.
= " Vx2 + Vy2
" = tan−1
= Suma y resta de vectores por Método Analítico =
Vx = Ax − Cx − B
Vy = Ay − Cy
Vx = 120 cos 30 − 200 sen 15 − 100 = −47.84u
Vy = 120 sen 30 − 200 cos 15
R = " Vx2 + Vy2
" = tan−1
ESTÁTICA Y CINÉTICA
= ESTÁTICA=
Equilibrio Traslacional.− Ocurre cuando no hay movimiento relativo de las coordenadas (posición) del
centro de masa de un cuerpo.
Equilibrio Rotacional.− Ocurre cuando un cuerpo o sistema no gira con respecto a algún punto, aunque
exista una tendencia.
Centro de masa.− Punto en el que se puede considerar que está concentrada toda la masa de un cuerpo.
Centro de gravedad.− Punto en el que se puede considerar que está concentrado todo el peso de un cuerpo.
Centroide.− Se le llama así al centro de masa de un cuerpo que no existe físicamente.
= 1ª Condición del Equilibrio =
Un sistema se encuentra en equilibrio traslacional si y solo si:
Fx = 0
Fy = 0
Tipos de fuerzas:
•
• Fuerzas de tensión
• Fuerzas de compresión
4
• Pesos
= 2ª Condición del Equilibrio =
Un sistema se encuentra en equilibrio rotacional si y solo si la suma de sus momentos angulares es igual a
cero.
M=0
Momento angular.− Producto de la fuerza que actúa sobre un cuerpo o sistema y la distancia de esta a un
punto de apoyo donde existe una tendencia de giro (brazo de palanca).
M = Fr [Nm (newton)(metro)]
donde
F = fuerza (N)
r = brazo de palanca (m)
El momento angular tiene asociado un sentido. Usualmente este es positivo si la tendencia del giro es
contraria a las manecillas del reloj y viceversa.
Física
Mecánica
Mecánica de fluidos
Física moderna
Termodinámica
Acústica
Óptica
Electromagnetismo
Electricidad
Magnetismo
Luz
Ondas mecánicas
Sonido
Ultrasonido
5
Infrasonido
Temperatura
Calor
Estática
Cinemática
Dinámica
Hidrostática
Hidrodinámica
Física cuántica
Física relativista
Física incógnita
(1.62 x 10−8)(3.452 x 10−6)
(1.2 x 10−2)2
=
3.8835 x 10−10
1 km = 1000 m 1 hr = 3600s
90 km/h (1000m/1km) (1hr/3600s)
V
3210123
V1
V
B
A
R = 6u ø68º
R
B
6
C
A
C = 5u ø290º
B = 7u ø25º
A = 9u ø130º
A
B
A+
B
B
A+
B
A
V
V
Vy
Vx
"
V
Vy .
Vx
Cateto Adyacente al ángulo = cos
Cateto Opuesto al ángulo = sen
C = 200u ø255º
B = 100u ø180º
A = 120u ø30º
7
F=0
A
B
C
Vy .
Vx
8