FISICA 100 (AB BE FCET JULIO 2015): CAPITULO I INTRODUCCION

I. INTRODUCCIÓN

1.1. FÍSICA.

La palabra física viene del término griego que significa naturaleza; la física es una ciencia cuyo objetivo es estudiar las propiedades generales de todos los cuerpos. Ej. En la caída de los cuerpos, estudio de los cuerpos en equilibrio, etc.

División de la física.

La física se divide en 6 partes:

1. La mecánica (equilibrio y movimiento de los cuerpos sólidos)

2. El calor. (Termodinámica, líquidos y gaseosos) fluye en un sistema a otro debido a la diferencia de temperatura que existe entre ellos. En el sistema británico la unidad Btu = Unidad Térmica Británica.

3. La acústica. (tratado del sonido)

4. La óptica. (tratado de la luz)

5. Magnetismo

6. Electricidad.

1.2. CANTIDADES FÍSICAS UNIDADES POR PATRONES.

Lord Kelvin, expresó que nuestro conocimiento

Cantidad física. Queda definida cuando se dan los procedimientos para medir esa cantidad.

Clasificación:

- Cantidades fundamentales

o Son cantidades independientes (Ej. Longitud, tiempo, masa, carga)

- Cantidades derivadas

o Son cantidades dependientes. (Ej. Velocidad, aceleración, volumen)

Cantidad fundamental. Son cantidades o magnitudes escalares que quedan definidas por un número seguido de la unidad.

Ej. Longitud, volumen, tiempo

10m 210 m³ 2hrs.

Cantidades derivadas.

Son magnitudes vectoriales cuando además de numero y la unidad necesita una dirección y un sentido para quedar bien determinado. Ejemplo. La fuerza, la velocidad

10 kg fza 100 km/h

Mediciones. Para este efecto se requieren 2 pasos.

1) Patrón (Unidad)

2) Procedimiento, para comparar el patrón con la cantidad a medir.

Ej. Patrón de longitud – metro (m)

1 metro = 100 cm

1 yarda = 0,9144 m

1 pulgada = 2,54 cm

Patrón de tiempo (Segundo) (s)

60 seg. = 1 min

3600 seg. = 1 hora

Patrón de masa (kilógramo) (kg)

1 kg = 100 gr.

1 kg. = 2.205 lb

1 lb = 0,454 kg

1 lb = 454 gr.

1 uma = 1,6604x10^-27 kg

Patrón de carga (Coulombio) (c)

PRÁCTICO Nº 1. PATRONES

- Metro. Es la longitud recorrida por un rayo de luz en el vacio durante una fracción de segundos expresado por el cociente 1/239792456

- Gramo

- Coulomb

- Masa. El kilogramo masa es la masa del prototipo de platino iridiado, sancionado por la III conferencia general de Pesas y medidas en 1901.

1.3. SISTEMA DE UNIDADES

Los sistemas de unidades que más se usan son 3:

a) Metro - kilogramo – segundo (MKS) (Mecasimal) INTERNACIONAL

b) Centímetro – gramo – segundo. (Cgs) gausiano (Cegesimal)

c) Pie – libra – segundo. (FPS) Inglés

1 pie = 0,3048 m

1 lb = 0,4536 kgr

1 m = 3,281 pie

1 kg = 2,205lbs

Prefijos de múltiplos y sub múltiplos con potencia de diez

MAGNITUD	PREFIJO	SÍMBOLO
10 = 10¹ 100 = 10² 1.000 = 10³ 1.000.000 = 10⁶ 1.000.000.000 = 10⁹ 1.000.000000000 = 10¹² 0,1 = 10^-1 0,01 = 10^-2 0,001 = 10^-5 0,0000001 = 10^-6 0,000000001 = 10^-9 = 10^-12 = 10^-16 = 10^-18	DECA HECTO KILO MEGA GIGA TERA DECI CENTI MILI MICRO MANO PICO FEMTO ATTO	Da H K M G T d c m n p f a

Ejemplo 1.

1 mm = 10^-3 m

1 nano seg = 10^-9 seg.

1 meg voltio = 10⁶ volt

Ejemplo 2. Calcular el volumen de un cilindro

h = 30 cm

a = 15 cm

en litros.

SISTEMA DE UNIDADES MAS USUALES

Cgs		SI
Masa Longitud Tiempo Fuerza	Gramo Centímetro Segundo Dina	Masa Longitud Tiempo Fuerza	Kilogramo Metro Segundo Newton
Inglés		Americano Práctico
Masa Longitud Tiempo Fuerza	Libra masa Pie Segundo Poundal	Masa Longitud Tiempo Fuerza	Lingote o libra masa Pie Segundo Libra fuerza

1.4. ALGEBRA VECTORIAL

Las operaciones de adición o suma, diferencia o resta, multiplicación o producto del álgebra elemental entre números reales o escalares se pueden generalizar, intorduciendo determinadas definiciones.

Dos vectores son equipolentes si tienen el mismo módulo, la misma dirección e idéntico sentido. Si además tienen el mismo origen ó punto de aplicación son iguales.

Dado un vector , el vector opuesto, , es el que tiene el mismo módulo y dirección pero sentido contrario.

Suma ó resultante de dos vectores A y B es otrovector C obtenido trasladando el origen de B al extremo de A y uniendo el origen de A con el extremo de B.

Analíticamente se expresa A + B = C

Se dice que la suma de vectores obedece a la ley de PARALELOGRAMO.

B C

La diferencia de los vectores A y B que se representan analíticamente A – B es otro vector C.

C = A-B = A + (-B)

En caso de que A = B, el vector A – B se llama vector nulo ó cero y se representa por 0.

1.5 MAGNITUDES ESCALARES Y VECTORIALES.

MAGNITUD ESCALAR.

Es aquella que solo tiene módulo, como por ejemplo: el tiempo, el volumen, la masa, la densidad de los cuerpos, el trabajo, la cantidad de dinero, etc.

Los escalares se suman por los métodos ordinarios del álgebra.

Ej. 2seg. + 5 seg = 7 seg. (número seguido de su unidad)

MAGNITUD VECTORIAL.

Es aquella que, además de módulo, tiene dirección y sentido.

Ej. 1. El desplazamiento. Un avión que vuela a una distancia de 160 km hacia el sur.

2. La velocidad. Un barco que navega a 20 nudos hacia el este

3. La fuerza, una fuerza de 10 kp aplicada a un cuerpo según la vertical y con sentido hacia arriba.

Una magnitud vectorial se presenta por medio de una flecha a una cierta escala. La longitud de la flecha representa el módulo del vector – desplazamiento, velocidad, fuerza, etc. La línea sobre la que se encuentra es la dirección del vector - desplazamiento, etc. y el sentido en el indicado por la flecha.

Los vectores se suman por método geométrico.

Módulo.

DESCOMPOSICIÓN DE UN VECTOR.