Fundamentos de la Física: Magnitudes, Vectores y Sistemas de Medición

Concepto de Física

La física es la ciencia que estudia las interacciones fundamentales en la naturaleza, desde lo microscópico a lo macroscópico, las estructuras y los cambios que generan.

Método Científico

El método científico en física sigue una serie de pasos esenciales:

1. Observación
2. Hipótesis
3. Experimentación
4. Conclusiones
5. Teoría

Magnitudes Físicas

Magnitudes Fundamentales

Son aquellas que se definen con un número y una unidad, y sirven de base para obtener las demás magnitudes utilizadas en la física. Las siete magnitudes fundamentales del Sistema Internacional son:

• Intensidad luminosa (candela)
• Corriente eléctrica (Amperio)
• Temperatura (Kelvin)
• Longitud (metro)
• Masa (kilogramo)
• Tiempo (segundo)
• Cantidad de sustancia (mol)

Magnitudes Derivadas

Se expresan en términos de dos o más magnitudes fundamentales. Algunos ejemplos incluyen:

• Volumen (m³)
• Área (m²)
• Velocidad (m/s)
• Densidad (kg/m³)
• Trabajo (kg·m²/s²)

Magnitud Escalar y Vectorial

• Magnitud Escalar: Es aquella que se encuentra totalmente definida a partir de un número real y una unidad de medida.

• Magnitud Vectorial: Es aquella que no se puede definir solamente con un número real y una unidad de medida, ya que requiere de más información, como la orientación indicada por la dirección y el sentido.

Vectores

Un vector es una representación de una magnitud física que tiene un origen, magnitud, dirección y sentido. Se representa con una letra mayúscula (ej. A) o con una flecha encima (ej. $\vec{A}$). Es un segmento de recta con una punta de flecha que indica sus características:

1. Punto de aplicación: Es el origen del vector.
2. Magnitud (o módulo): Es el valor del vector, representado por la longitud de la flecha, la cual es dibujada a escala.
3. Dirección: La determina la línea de acción del vector con respecto a un sistema de referencia. Por lo regular, se da en grados o como el ángulo del vector.
4. Sentido: Indica hacia dónde apunta la cabeza de la flecha.

Sistemas de Medición

Sistema Métrico Decimal

Establecido en 1795, se caracteriza por ser decimal y utilizar prefijos para múltiplos y submúltiplos.

• Longitud: metro (m)
• Masa: kilogramo (kg)
• Volumen: litro (L)

Sistema Cegesimal (CGS)

Adoptado en 1881, su nombre está compuesto por la primera letra de sus unidades fundamentales.

• Longitud: centímetro (cm)
• Masa: gramo (g)
• Tiempo: segundo (s)

Sistema M.K.S

Desarrollado en 1935, su nombre también se compone por la primera letra de sus unidades fundamentales.

• Longitud: metro (m)
• Masa: kilogramo (kg)
• Tiempo: segundo (s)

Sistema Internacional (S.I.)

Establecido en 1960, es el sistema moderno y más utilizado. Posee las características del sistema métrico decimal, está basado en el M.K.S y usa notación científica.

• Longitud: metro (m)
• Masa: kilogramo (kg)
• Tiempo: segundo (s)
• Corriente Eléctrica: Amperio (A)
• Temperatura: Kelvin (K)
• Intensidad Luminosa: Candela (cd)
• Cantidad de Sustancia: mol (mol)

Magnitud Física: Es todo aquello que se puede medir y nos da una idea del tamaño de un objeto o fenómeno.