Diferencia entre revisiones de «Física I»

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Línea 1:
=Unidad 1: Magnitudes y unidades=
Para comenzar el estudio de Física es necesario tener presente el concepto de [[w:Magnitud_(física_y_química)|Magnitud]]
==Conceptos previos==
 
En la tabla siguiente se van a definir una serie de conceptos necesarios.
La masa de un cuerpo, la longitud de una mesa, el área de una sala, la velocidad de un avión, la aceleración de una pelota cuando cae, el tiempo que transcurre. Todo lo que se listó es medible, cuantificable y para esto es necesario compararlo con un patrón de medida. Por lo tanto, lo que sea medible es una magnitud física.
 
{| class="wikitable"
Las Magnitudes Físicas se dividen en Escalares y Vectoriales.
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! Concepto !! Definición
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| '''Fenómeno físico''' || Cambios que experimenta la materia que no alteran la composición natural de esta.
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| '''Magnitud física''' || Porpiedad de la materia que se puede medir.
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| '''Medir''' || Proceso que consiste en comparar una unidad de medida con un objeto, sustancia, etc.
|-
| '''Unidad de medida''' || Cantidad de una magnitud que se adopta arbitrariamente por convención o por ley.
|-
| '''Sistema de unidades''' || Conjunto de unidades de medida.
|}
 
==Sistema Internacional de Unidades==
Las magnitudes escalares se distinguen porque ellas poseen una magnitud o intensidad y una unidad de medida. Tal es el caso de las siguientes magnitudes:10 libros, 5m, 6km/h, 60L. Asi la primera magnitud, 10 libros, tiene un tamaño o intensidad indicado por el numero diez y una unidad, libros; la segunda magnitud, 5m, tiene una intensidad de 5, o sea, cinco es su intensidad, y una unidad, el metro, m; mientras que la magnitud de 6km/h, conocidad como celeridad, tiene como intensidad o magnitud sei, 6, y como unidad de medida la misma unidad de medida que la velocidad, en este caso km/h, por ultimo, la magnitud 60L o sea 60 litros, tiene como intensidad el número 60 y como unidad de medida el litro.
 
El Sistema Internacional de Unidades establece las unidades que deben ser utilizadas internacionalmente. Define las magnitudes físicas fundamentales o básicas elegidas por convención. Al combinar unidades básicas se obtienen unidades derivadas.
Por otro lado, las magnitudes vectoriales, ademas de tener las mismas caracteristas que las magnitudes escalares, tambien poseen direccion y sentido. Asi cuando decimos que un vehiculo se desplaza hacia el norte del punto A con una velocidad de 35m/s, estamos indicando su intensidad, 35, su unidad, m/s, y por ultimo su direccion y sentido, cuando decimos hacia el norte.Es comun representar las magnitudes vectorias mediante una flecha, tal como las flechas usadas por los arqueros, donde la parte de la flecha que se coloca en la cuerda del arco se llama origen, la punta seria el sentido, el tamaño de la fleca su intensidad, y la linea que describe la propia flecha seria la dirección.
 
{| class="wikitable"
[[Categoría:Física]]
|+ Unidades básicas del Sistema Internacional de Unidades
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! Magnitud !! Unidad !! Símbolo
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| Longitud || Metro || <math>m</math>
|-
| Masa || Kilogramo || <math>kg</math>
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| Tiempo || Segundo || <math>s</math>
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| Temperatura || Kelvin || <math>K</math>
|-
| Intensidad de corriente eléctrica || Amperio || <math>A</math>
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| Cantidad de sustancia || Mol || <math>mol</math>
|-
| Intensidad luminosa || Candela || <math>cd</math>
|}
 
==Análisis dimensional==
El Sistema Internacional de Unidades está formado por magnitudes básicas con sus correspondientes unidades. Las demás magnitudes se llaman derivadas. Se llaman así porque tienen una relación matemática con las magnitudes básicas. Por ejemplo, la longitud es una magnitud fundamental y la superficie es una magnitud derivada ya que se obtiene multiplicando dos longitudes. La unidad de longitud es el metro, <math>m</math>; y la de superficie el metro cuadrado, <math>m^2</math> . La velocidad se calcula dividiendo la longitud (en metros, <math>m</math>) entre el tiempo (en segundos, <math>s</math>), es otra magnitud derivada con unidades <math>m/s</math>. Las magnitudes derivadas tienen unas unidades que siempre se pueden escribir en función de las unidades de las magnitudes fundamentales, aunque a veces tienen nombres como newton, julio, voltio, etc. El análisis dimensional nos muestra la relación de una magnitud derivada con una magnitudes fundamentales. Las dimensiones de las magnitudes fundamentales se muestran en la siguiente tabla.
{| class="wikitable"
|+ Dimensiones de las magnitudes fundamentales
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! Magnitud !! Dimensión
|-
| Longitud || <math>L</math>
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| Masa || <math>M</math>
|-
| Tiempo || <math>T</math>
|-
| Temperatura || <math>\Theta</math>
|-
| Intensidad de corriente eléctrica || <math>I</math>
|-
| Cantidad de sustancia || <math>N</math>
|-
| Itensidad luminosa || <math>J</math>
|}
 
Encontrar las relaciones entre magnitudes se llama analisis dimensional. A continuación un ejemplo con la densidad:
 
<math>[\rho] = [\frac{m}{V}] = \frac{[m]}{[V]} = \frac{[m]}{[l^3]} = \frac{M}{L^3}</math>
 
{| class="wikitable col1cen"
|+
!Símbolo
!Nombre
|-
|<math>\rho </math>
|Densidad
|-
|<math>m </math>
|Masa
|-
|<math>V </math>
|Volumen de la sustancia
|-
|<math>l </math>
|longitud
|}
Hay que tener en cuenta que hay letras que significan más de una cosa, <math>m</math> puede representar la unidad metro o la magnitud masa.
 
El análisis dimensional sirve pues para comprobar si hay homogeneidad en una ecuación, es decir, si delante y detrás del igual hay las mismas dimensiones.