Conceptos Fundamentales de Física: Magnitudes, Unidades y Vectores
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Conceptos Básicos de Física
Definición de Ciencia
La ciencia es el conjunto de conocimientos razonados y sistemáticos con los cuales el hombre ha comprendido, explicado y ejercido un control sobre muchos procesos naturales y sociales.
El Método Científico
El método científico comprende los siguientes pasos:
- Observación
- Formulación de hipótesis
- Experimentación
- Hipótesis
- Teoría
- Ley
Unidades de Medida
Se dividen en dos:
- Unidades Absolutas
- Unidades Técnicas o Gravitacionales
Vectores
Definición de Vector
Los vectores son segmentos de recta que poseen tres características principales.
Sistema de Vectores
Se le llama sistema de vectores al conjunto formado por dos o más vectores.
Tipos de Vectores
- Colineales: Actúan sobre una misma línea de acción.
- Concurrentes: Sus líneas de acción se cruzan en un punto.
- Coplanares: Actúan en un mismo plano.
Propiedades de los Vectores
- Transmisibilidad del punto de aplicación: El efecto externo de un vector no se modifica si se traslada en su misma dirección, es decir, sobre su propia línea de acción.
- Propiedad de los vectores libres: Los vectores no se modifican si se trasladan paralelamente a sí mismos.
Resultante y Equilibrante
- Resultante: Es la suma vectorial, el vector que produce el mismo efecto que los demás vectores del sistema.
- Equilibrante: Es un vector de la misma magnitud que la resultante, pero en sentido opuesto.
Métodos para Sumar Vectores
Existen diversos métodos para sumar vectores, entre ellos:
- Métodos Gráficos
- Método del Polígono
Magnitudes y Unidades
Magnitud
La magnitud es una propiedad de los cuerpos que puede ser medida, como el tamaño, el peso o la extensión.
Dirección
La dirección es el ángulo que forman los vectores con respecto al eje de las x.
Sentido
El sentido es el punto cardinal hacia donde apunta el vector.
Magnitud Escalar
Una magnitud escalar es una cantidad física que solo posee magnitud y está descrita por un número y su respectiva unidad.
Magnitud Vectorial
Una magnitud vectorial es una cantidad que, además de poseer magnitud, posee dirección y sentido.
Unidades del Sistema Internacional (SI)
Metro (m)
El metro es la unidad de longitud del Sistema Internacional, de símbolo m. Equivale a la longitud del trayecto recorrido por la luz en el vacío durante 1/299 792 458 de segundo. Es la base del sistema métrico decimal.
Kilogramo (kg)
El kilogramo es la unidad de masa del Sistema Internacional, de símbolo kg. Equivale a la masa del prototipo de platino iridiado que se encuentra en la Oficina Internacional de Pesas y Medidas de París.
Segundo (s)
El segundo es la unidad de tiempo en el Sistema Internacional, de símbolo s. Equivale a una de las sesenta partes en que se divide un minuto.
Ampere (A)
El ampere es la unidad de intensidad de la corriente eléctrica del Sistema Internacional, de símbolo A. Equivale a la intensidad de una corriente eléctrica constante que, al fluir por dos conductos paralelos de longitud infinita situados en el vacío y separados entre sí 1 metro, produce una fuerza de 2·10-7 newtons por metro.
Kelvin (K)
El kelvin es la unidad de temperatura del Sistema Internacional, de símbolo K. Equivale a 1/273,16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua, en la cual el sólido, el líquido y el gas están en equilibrio.
Mol (mol)
El mol es la unidad de cantidad de materia del Sistema Internacional, de símbolo mol. Equivale a la masa de tantas unidades elementales (átomos, moléculas, iones, electrones, etc.) como átomos hay en 0,012 kilogramos de carbono 12.
Candela (cd)
La candela es la unidad de intensidad luminosa del Sistema Internacional, de símbolo cd. Equivale a la intensidad luminosa de una superficie de 1/600 000 m2 de un cuerpo negro a la temperatura de fusión del platino (1 770 ºC).