Fundamentos de Física: Conceptos Esenciales y Leyes Universales

Conceptos Fundamentales de Física

El desplazamiento es la distancia recorrida por un objeto tomando en cuenta su posición inicial y final en línea recta, mientras que la trayectoria es el camino real que recorre. Una magnitud escalar solo proporciona un número, mientras que una magnitud vectorial proporciona dirección, sentido y magnitud. Por lo tanto, el desplazamiento es vectorial y la trayectoria es escalar. Un marco de referencia es un sistema de coordenadas donde podemos describir la posición de un objeto.

Ramas de la Física

• Física Clásica: Estudia fenómenos con velocidades pequeñas en comparación con la de la luz; representa el inicio del estudio científico.
• Física Moderna: Se enfoca en la relatividad y en lo cuántico, fenómenos que no podemos percibir con nuestros sentidos.

El Método Científico

El proceso se compone de las siguientes etapas:

1. Observación
2. Formulación
3. Hipótesis
4. Experimentación
5. Análisis
6. Interpretación
7. Conclusión
8. Comunicación

Leyes de Newton

• Inercia: Un objeto permanece en reposo o en movimiento a menos que una fuerza externa actúe sobre él.
• Dinámica: La aceleración es proporcional a la fuerza e inversamente proporcional a la masa (F=ma).
• Acción y Reacción: A cada acción corresponde una reacción de igual magnitud pero en sentido opuesto.

Transferencia de Calor

• Conducción: El calor se transfiere de una región a otra por medio de un material.
• Convección: Las partes calientes de un fluido ascienden hacia las partes frías.
• Radiación: Transferencia mediante ondas electromagnéticas sin necesidad de contacto físico.

Modelos Atómicos

• Dalton (1803-1808): Primer modelo; los átomos son iguales, sin cargas e indivisibles.
• Thomson (1904): Electrones negativos en una esfera positiva; denominado modelo del "pudin de pasas".
• Rutherford (1911): Núcleo con protones y neutrones donde orbitan los electrones.
• Bohr (1913): Los electrones orbitan un núcleo positivo mediante niveles de energía definidos.

Escalas de Temperatura

• Celsius (°C): Propuesta en 1742; el agua se congela a 0 y hierve a 100. El cero absoluto es -273.15 °C.
• Fahrenheit (°F): Propuesta en 1724; el agua se congela a 32 y hierve a 212. El cero absoluto es -459.67 °F.
• Kelvin (K): Escala absoluta propuesta en 1848; el cero absoluto equivale a 0 K.
• Rankine (R): Propuesta en 1859; no tiene valores negativos y actualmente no se encuentra en uso común.