Conceptos Fundamentales de la Física: Medición, Vectores y Mecánica Clásica

Fundamentos de la Medición y la Metrología

Definiciones Clave

• Magnitud: Toda propiedad de los cuerpos que se puede medir.
• Unidad: Cantidad que se adopta como patrón para comparar con ella cantidades de la misma especie.
• Medición: Resultado de una operación humana de *observación* mediante la cual se compara una magnitud con un patrón de referencia.
• Método Científico: Proceso sistemático para estudiar los fenómenos naturales.

Magnitudes Físicas

Magnitudes Fundamentales

Magnitudes físicas que, a su combinación, dan origen a las magnitudes derivadas.

Magnitudes Derivadas

Se obtienen a partir de operaciones matemáticas a partir de magnitudes fundamentales.

Tipos de Magnitudes

• Escalar: Necesita un número y una unidad (magnitud).
• Vectorial: Necesita un número y una unidad (magnitud), *dirección* y sentido.

Sistemas de Medida y Conversión

Sistemas de Medida

Existen 3 sistemas de medida principales:

1. Internacional (SI)
2. Inglés
3. CGS (*centímetro, gramo, segundo*)

Factores de Conversión

Operación matemática que se utiliza para realizar cambios entre unidades de la misma magnitud.

Errores e Instrumentos de Medición

Concepto de Error

Error de Medición

Desviación resultante de comparar un patrón seleccionado con el objeto o fenómeno cuya magnitud física se desea medir.

Tipos de Errores

• Sistemático
• Accidental
• Aleatorio

Clasificación de Errores

Error Absoluto

Diferencia entre el valor de medida y el valor real de una magnitud.

Error Relativo

Relación que existe entre el error absoluto y la magnitud medida (expresada en porcentaje o fracción).

Error Relativo Reducido

Relación entre el error absoluto y el valor máximo posible de la magnitud medida.

Instrumento de Medición

Dispositivo que se utiliza para comparar magnitudes físicas mediante el proceso de medición.

Vectores y Espacios Vectoriales

Definición de Vector

Todo segmento de recta dirigido en el espacio.

Componentes del Vector

• Magnitud (*módulo* o intensidad)
• Dirección
• Sentido
• Punto de aplicación u origen

Espacios Vectoriales y Ejes

Los espacios vectoriales se clasifican en:

• Unidimensional
• Bidimensional
• Tridimensional

Sistema de Vectores

Los sistemas de vectores pueden ser:

• Coplanar: (Concurrentes, colineales, paralelos)
• No Coplanar: (Paralelo, concurrente)

Sistemas de Referencia y Mecánica

Sistemas de Referencia

Sistema de Referencia Absoluto

Cuando el sistema de referencia está fijo.

Sistema de Referencia Relativo

Cuando el sistema está en movimiento.

Ramas de la Mecánica Clásica

Cinemática

Estudia el movimiento de los cuerpos, aunque sin interesarse en las causas que lo originan.

Dinámica

Rama de la física que estudia el movimiento de los cuerpos y las causas que lo originan (contrario a la Cinemática).