Método científico, magnitudes y vectores en física: Ley de Coulomb y dimensiones físicas

Método científico

Método científico; pasos:

1. Observación: examen atento de los fenómenos que suceden en la naturaleza.
2. Formulación de hipótesis: elaboración de una explicación que justifique el fenómeno estudiado.
3. Experimentación: ensayos prácticos y controlados, repetidos sistemáticamente. Son diseñados según el fenómeno que se estudia y los objetivos que se desean alcanzar.
4. Organización de datos experimentales: ordenación de los datos experimentales mediante tablas, gráficos, etc.
5. Extracción de conclusiones: comparación y análisis de los datos experimentales para comprobar la existencia de regularidades.
6. Elaboración de una teoría: explicación de una serie de observaciones y leyes; ofrece una interpretación global a todas ellas.

Magnitudes

Las magnitudes físicas pueden clasificarse en dos grandes grupos:

1. Escalares: quedan determinadas por un valor numérico y la unidad de medida (por ejemplo temperatura, masa, tiempo).
2. Vectoriales: quedan suficientemente determinadas si se expresa su módulo, dirección y sentido.

Componentes de un vector

• Módulo: expresa el valor numérico y la unidad de medida.
• Dirección: es la línea recta sobre la que actúa.
• Sentido: viene determinado por el extremo de la flecha.
• Segmento orientado: representación geométrica que indica módulo, dirección y sentido.

Vectores

Tipos de vectores según su libertad de movimiento:

1. Fijos: aquellos vectores que no pueden moverse de su punto de aplicación. Dos vectores fijos son iguales si tienen el mismo módulo, dirección y sentido.
2. Deslizantes: pueden moverse a lo largo de su línea de acción sin cambiar módulo y dirección. Dos vectores deslizantes son iguales si tienen igual módulo, misma línea de acción y mismo sentido. Por ejemplo, si u y v cumplen esas condiciones, se considera u = v.
3. Libres: todo vector con igual módulo, dirección y sentido puede tener diferente origen; en ese caso se consideran vectores libres equivalentes.

Ley de Coulomb

Ley de Coulomb: la fuerza con la que se atraen o se repelen dos cargas es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. Dos cargas con el mismo signo se repelen y dos de signos distintos se atraen.

Magnitudes fundamentales y derivadas

• Magnitudes fundamentales: aquellas que quedan definidas por sí mismas. Ejemplos: masa, temperatura, tiempo, longitud.
• Magnitudes derivadas: aquellas que necesitan de otras para poder ser definidas, como la superficie, el volumen, la velocidad, la aceleración, etc.

Análisis dimensional

Análisis dimensional: consiste en examinar las unidades de una determinada magnitud en función de las fundamentales de las que dependen.