Conceptos Fundamentales de Física: Medición, Errores, Unidades SI y Tipos de Fuerza

Unidades Fundamentales del Sistema Internacional (SI)

Magnitudes y Unidades Base

• Longitud: metro (m)
• Masa: kilogramo (kg)
• Tiempo: segundo (s)
• Intensidad eléctrica: Amperio (A) (equivalente a C/s)
• Temperatura: Kelvin (K) o escala absoluta (También se mencionan °C y °F)
• Intensidad luminosa: candela (cd)
• Cantidad de sustancia: mol (mol)

Tipos de Medición y Magnitudes Físicas

Clasificación de las Mediciones

Las mediciones directas son aquellas en las cuales el instrumento indica directamente el valor de la magnitud medida.

Una medida indirecta se obtiene, mediante cálculos, a partir de otras mediciones directas.

Conceptos Derivados: Índice de Masa Corporal (IMC)

El Índice de Masa Corporal (IMC) es una razón matemática que asocia la masa y la talla de un individuo.

Magnitudes Físicas Comunes

Las magnitudes físicas fundamentales y derivadas incluyen:

• Densidad
• Energía
• Longitud
• Tiempo
• Masa
• Peso Específico
• Potencia
• Superficie
• Temperatura
• Velocidad
• Viscosidad
• Volumen
• Magnitudes Eléctricas

Teoría de Errores en la Medición

Definiciones de Error

Error Absoluto

Es la diferencia entre cada una de las medidas y el valor tomado como exacto (generalmente, la media aritmética).

Error Relativo

Es el error absoluto de la medida dividido por el valor tomado como exacto (la media aritmética).

Clasificación de Errores

• Error Sistemático: Constante a lo largo del proceso, afecta a todas las medidas.
• Error Instrumental: Relacionado con la calibración de equipos.
• Error Personal: Involuntario, debido a la falta de pericia o limitaciones del observador (como la visual, por ejemplo).
• Error de Método de Medida: Resulta de la elección inadecuada del método de medición.
• Error Accidental: Variaciones que no son reproducibles entre una medición y otra.

Dinámica: Fuerza y Torque

Definiciones de Fuerza y Momento

Fuerza: Capacidad física para realizar un trabajo o un movimiento.

Torque o Momento de Fuerza: Es la propiedad de la fuerza aplicada para hacer girar un cuerpo. Se mide con una magnitud física que llamamos torque o momento de la fuerza.

Fuerzas de Contacto

Fuerza Normal (FN)

Se presenta siempre que hay un contacto entre dos superficies y se debe a lo enunciado por la Tercera Ley de Newton (acción y reacción entre dos cuerpos).

Fuerza de Tensión (FT)

Se presenta al aplicarle una fuerza al extremo de una cuerda o cable. La tensión se transmite por toda la longitud del mismo.

Fuerza de Fricción (FF)

Se presenta por el contacto de dos superficies que se deslizan entre sí y siempre se opone al movimiento de estas.

Fuerza Elástica (FE)

Se presenta en muelles, resortes o aquellos cuerpos que tienen la capacidad de deformarse ante la presencia de una fuerza externa y posteriormente recuperar su forma inicial. La Fuerza Elástica es una fuerza recuperadora que permite devolverle la forma original a un resorte cuando este se ha estirado.

Ley de Hooke

La fuerza recuperadora en un resorte es directamente proporcional al estiramiento del mismo y siempre apunta en sentido contrario a la fuerza que lo estira.

Efecto de Torque (TO)

Es el efecto de giro de un objeto alrededor de su eje de rotación, debido a la acción de una fuerza externa.