Fundamentos de Física: Conceptos Esenciales y Metodología Científica

El Método Científico

• Observación: Detectar un fenómeno.
• Hipótesis: Explicación provisional.
• Experimentación: Comprobar la hipótesis con pruebas.
• Ley: Describe una relación constante comprobada.
• Teoría: Conjunto de leyes que explican un fenómeno amplio.
• Comunicación: Publicar y permitir la verificación.

Magnitudes Físicas

Propiedad medible comparada con una unidad patrón.

Clasificación

• Fundamentales (unidad propia): Longitud, masa, tiempo, intensidad de corriente, temperatura, intensidad luminosa.
• Derivadas: Se obtienen combinando fundamentales (ej: velocidad, fuerza, energía).

Sistemas de Unidades

• Sistema Internacional (SI): Sistema oficial de unidades usado en ciencia.
• Sistema Técnico: Usado en ingeniería (emplea unidades técnicas como el kilopondio).

Múltiplos y Submúltiplos

• Múltiplos: Aumentan la unidad (kilo, mega, giga, tera…).
• Submúltiplos: Disminuyen la unidad (deci, centi, mili, micro, nano…).

Análisis Dimensional

Permite:

• Comprobar que una fórmula es coherente.
• Verificar que ambos lados tienen las mismas dimensiones.
• Deducir cómo depende una magnitud de otra.
• Obtener la unidad final del resultado.

Regla: Solo se pueden sumar o restar magnitudes con la misma dimensión.

Medición y Errores

• Sensibilidad (Resolución): Cantidad mínima que puede medir un instrumento.
• Exactitud: Grado de cercanía al valor real.
• Precisión: Grado de repetición de una medida al repetir el experimento.
• Error accidental: Debido a la persona (método, concentración, lectura). Se reduce repitiendo medidas.
• Error sistemático: Debido al aparato o mala calibración. Afecta siempre igual.
• Media: Valor promedio de varias medidas.
• Error absoluto: Diferencia entre cada medida y la media.
• Error de dispersión: Indica cuánto varían las medidas entre sí.
• Error relativo: Permite comparar la calidad entre medidas distintas.

Sistemas de Referencia y Movimiento

Conjunto formado por origen, ejes de coordenadas y reloj. El movimiento siempre depende del sistema elegido.

Leyes de Newton y Relatividad

• Ley de Inercia (1ª Ley de Newton): Si no actúa fuerza externa, un cuerpo en reposo sigue en reposo y un cuerpo en movimiento sigue con velocidad constante y dirección fija.
• Sistema inercial: No está acelerado. Cumple las leyes de Newton.
• Sistema no inercial: Está acelerado. Parecen aparecer fuerzas ficticias.
• Principio de relatividad de Galileo: Las leyes de la física son iguales en todos los sistemas inerciales. No existe reposo absoluto, solo movimiento relativo.