Fundamentos de la Física: Conceptos Clave, Medición y Clasificación de Vectores

Conceptos Fundamentales de la Física y la Ciencia

Definiciones Clave

• Física: Ciencia que se ocupa del estudio de los aspectos básicos del mundo: materia y energía.
• Ciencia: Es la recopilación y desarrollo previo a la experimentación metodológica del conocimiento.
• Tecnología: Es el conjunto de habilidades que permiten construir objetos y máquinas para adaptar el medio y satisfacer nuestras necesidades.

El Método Científico

El Método Científico es el camino hacia el conocimiento. Sus pasos son:

1. Observación: Actividad que detecta y asimila el conocimiento de un fenómeno.
2. Elaboración de Hipótesis: Su función es operar como un eje guía de la investigación.
3. Experimentación: Consiste en el estudio de un fenómeno.
4. Organización de Resultados: Es un sistema social para lograr metas y objetivos.

Hipótesis: Es una base para afirmar o negar la validez de una investigación.

Principios de Medición y Magnitudes Físicas

Conceptos de Medición

• Magnitud: Es todo aquello que se puede medir.
• Medir: Es comparar dos magnitudes de la misma especie o cuantificar mediante una comparación con un patrón.
• Cuantificar: Es contar el número de veces que un patrón cabe en la cantidad que deseamos comparar.
• Patrón: Es una unidad de referencia arbitraria y sirve para expresar otras unidades con respecto a ella.

Clasificación de Magnitudes

• Magnitudes Fundamentales: Son las que no dependen de ninguna otra magnitud (longitud, masa y tiempo).
• Magnitudes Derivadas: Son las que necesitan dos o más magnitudes fundamentales para definirse (velocidad, superficie, volumen, peso, presión y temperatura).

Errores en la Medición

• Errores Sistemáticos: Son los asociados con los instrumentos y los métodos de medición.
• Errores Aleatorios: Dependen de factores ajenos a la persona que hace la medición.
• Error Absoluto: Es la diferencia que existe entre el valor teórico y el que se obtuvo de la medición.
• Error Relativo: Es el cociente entre el error absoluto y el error teórico.

Vectores y su Representación

Magnitudes Escalares y Vectoriales

• Magnitud Escalar: Son las que se dan en un solo número y la unidad que se utilizó para medirlo.
• Magnitudes Vectoriales: Son aquellas en las que, además de su magnitud, es necesario decir la dirección y el sentido.

Características y Tipos de Vectores

Los vectores son entes matemáticos creados para poder darles solución geométrica o analítica a ciertos problemas.

• Vectores Colineales: Son aquellos vectores que están contenidos en una misma línea de acción.
• Vectores Concurrentes: Son aquellos cuya línea de acción se corta en un solo punto.
• Vectores Coplanares: Son aquellos que están contenidos en un mismo plano.
• Vectores Deslizantes: Son vectores equipolentes que actúan sobre una misma recta.
• Vectores Libres: No tienen su extremo inicial u origen fijado en ningún punto en particular.
• Vectores No Coplanares: Los vectores no coplanares son los que están en diferentes planos.