Fundamentos de Magnitudes y Movimiento en Física: Escalares y Vectoriales

Fundamentos de Magnitudes Físicas y Movimiento

Tipos de Magnitudes Físicas

• Escalares: Quedan determinadas completamente con un número y la unidad. Ejemplos: temperatura, masa, presión.
• Vectoriales: Requieren, además del número y la unidad, información sobre dirección y sentido. Un vector posee módulo, dirección, sentido y punto de aplicación. Ejemplos: velocidad, fuerza, campo eléctrico.

Sistemas de Referencia y Ramas de la Física

• Cinemática: Estudia *cómo* se mueven los cuerpos.
• Dinámica: Investiga *por qué* se mueven los cuerpos.
• Estática: Analiza cómo se reparten las fuerzas cuando un objeto no se mueve.

Tipos de Sistemas de Referencia

• No Inerciales: El sistema de referencia está *fuera* del movimiento que se estudia.
• Inerciales: El sistema de referencia *se mueve* con el movimiento que se estudia.

Magnitudes de Posición en Movimiento Rectilíneo (MC)

Magnitudes Escalares de Posición:

1. Posición (s): Es la distancia del móvil al punto cero, medida sobre la trayectoria. También se le llama *arco*.
2. Desplazamiento (Δs): Es la diferencia de arcos entre dos puntos de la trayectoria.
3. Espacio Recorrido (e): Es la distancia recorrida, medida sobre la trayectoria. Coincide con el desplazamiento si el móvil no cambia de sentido.
4. Trayectoria: Es la línea que describe el móvil durante su movimiento.

Magnitudes Vectoriales de Posición:

1. Vector Posición: Es el vector que une al móvil, en cada instante, con el origen del sistema de referencia.
2. Vector Desplazamiento: Es el vector que indica el desplazamiento neto entre dos instantes temporales. Se obtiene restando los vectores posición correspondientes a ambos instantes.

Magnitudes de Velocidad

1. Vector Velocidad Media: De un cuerpo en un intervalo de tiempo Δt es el cociente entre el vector desplazamiento Δr y dicho intervalo de tiempo Δt. Se expresa como: $v_m = \frac{\Delta r}{\Delta t}$ o $v_m = \frac{r' - r}{t' - t}$.
2. Vector Velocidad Instantánea: Es el vector que indica el valor de la rapidez y su dirección y sentido en un instante determinado. Es siempre tangente a la trayectoria y su módulo coincide con la rapidez instantánea. Se obtiene derivando el vector posición: $v = \lim_{(\Delta t \to 0)} v_m = \lim_{(\Delta t \to 0)} \frac{\Delta r}{\Delta t} = \frac{dr}{dt}$.
3. Rapidez Media: Es el valor medio del espacio recorrido sobre la trayectoria entre el tiempo empleado. No coincide necesariamente con el módulo del vector velocidad media. Se expresa como: $v_m = \frac{e}{\Delta t}$ o $v_m = \frac{\Delta s}{\Delta t}$ o $v_m = \frac{|\Delta r|}{\Delta t}$.
4. Rapidez Instantánea: Es el valor escalar de la velocidad en un instante determinado. Coincide con el módulo del vector velocidad instantánea. Se expresa como: $v = \lim_{(\Delta t \to 0)} \frac{e}{\Delta t} = \lim_{(\Delta t \to 0)} \frac{\Delta s}{\Delta t} = \lim_{(\Delta t \to 0)} \frac{|\Delta r|}{\Delta t}$.