Conceptos Fundamentales de Física: Desde la Mecánica Clásica hasta la Física Moderna
¿Qué estudia la Física?
La física estudia la materia, la energía y las relaciones entre ambas.
¿Para qué sirve la Física?
La física nos ayuda a comprender mejor el cambio y el funcionamiento del universo.
Ramas de la Física
Física Clásica
Estudia el movimiento, que a su vez se divide en:
- Cinemática
- Dinámica
Otras ramas clásicas incluyen:
- Mecánica
- Termología
- Acústica
- Óptica
Física Moderna
Estudia los fenómenos producidos a la velocidad de la luz o valores cercanos a ella. Se subdivide en:
- Física Cuántica
- Física Relativista
Física, Ciencia y Tecnología
La física se dedica a encontrar leyes generales que nos sirven para entender cómo ocurren los fenómenos naturales.
Magnitud y Unidades de Medición
Magnitud: Todo aquello que se puede medir. Se define por un número y una unidad.
Sistemas de Unidades:
- Sistema Inglés
- Sistema Métrico Decimal
Unidades Fundamentales (Ejemplos de conversiones):
- 1 m = 100 cm
- 1 cm = 10 mm
- 1 m = 1000 mm
- 1 ft = 30.48 cm
- 1 km = 1000 m
- 1 ft = 12 in (pulgadas)
Instrumentos de Medición y su Función
- Termómetro: Mide la temperatura.
- Electroscopio: Permite conocer si un cuerpo está cargado eléctricamente.
- Dinamómetro: Mide fuerzas.
- Barómetro: Mide la presión atmosférica.
- Vatímetro: Mide la potencia eléctrica.
Tipos de Mediciones
- Mediciones Directas: Se obtienen directamente de las escalas de un instrumento.
- Mediciones Indirectas: Se realizan mediante la aplicación de fórmulas matemáticas.
Exactitud y Precisión
- Exactitud: Capacidad de un instrumento para acercarse al valor real de la magnitud.
- Precisión: Capacidad de un instrumento para dar el mismo resultado en mediciones repetidas.
Ejemplos: Tiro al blanco, mediciones repetidas con una máquina.
Errores de Medición
Es la diferencia entre el valor medido y el valor verdadero.
Tipos de Errores
- Errores Brutos
- Errores Aleatorios
- Errores Sistemáticos
Causas de los Errores
- Defectos o descalibración del instrumento de medida.
- Errores del operador.
- Factores ambientales.
Cantidades Escalares y Vectoriales
- Cantidad Escalar: Se define por una unidad de medida y un valor numérico.
- Cantidad Vectorial: Posee magnitud, dirección (positiva o negativa) y sentido.
Representación de Cantidades Vectoriales
Gráficamente, se representan mediante vectores, que son segmentos de recta dirigidos.
Características de un Vector
- Magnitud (o módulo)
- Dirección
- Sentido
- Punto de aplicación
Sistemas Vectoriales
Conjunto de vectores que actúan sobre un cuerpo de forma simultánea.
- Vectores Coplanares: Vectores que se encuentran en un mismo plano.
- Vectores No Coplanares: Vectores que se encuentran en distintos planos.
Subdivisiones de los Sistemas Vectoriales
- Colineales
- Paralelos
- Concurrentes
Notación Científica
Se utiliza para abreviar números muy grandes o muy pequeños.
Personajes Importantes en la Historia de la Física
- Aristóteles
- Tales de Mileto
- Isaac Newton
- Galileo Galilei (Creador del método científico)