Introducción a la Física: Conceptos Fundamentales y Magnitudes
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Física: Estudio de la Naturaleza
Origen y Significado
La palabra física proviene del griego "physiká", que significa realidad o naturaleza. Esta ciencia se dedica a comprender el comportamiento de la materia, la energía, el espacio y el tiempo, y las relaciones entre ellos.
Campos de Estudio
La física es fundamental para muchas otras disciplinas, como:
- Ingeniería
- Electrónica
- Astronomía
Ramas de la Física
La física se divide en dos grandes áreas:
- Física clásica: Estudia fenómenos que ocurren a velocidades mucho menores que la velocidad de la luz.
- Física moderna: Estudia fenómenos que se producen a velocidades cercanas a la de la luz.
El Método Científico
El método científico es un proceso sistemático para obtener conocimiento válido. Se basa en la falsabilidad, es decir, que cualquier proposición científica debe ser susceptible de ser refutada.
Pasos del Método Científico
- Observación
- Formulación de hipótesis
- Experimentación
- Análisis de resultados
- Conclusiones
Magnitudes Físicas
Una magnitud física es una propiedad que se puede medir y expresar mediante un número y una unidad.
Tipos de Magnitudes
- Magnitudes fundamentales: Son independientes y definen otras magnitudes. Ejemplos: longitud, masa, tiempo.
- Magnitudes derivadas: Se definen a partir de las magnitudes fundamentales. Ejemplos: velocidad, aceleración, fuerza.
Magnitudes Escalares y Vectoriales
- Escalares: Se definen solo por su magnitud (valor numérico) y unidad. Ejemplo: temperatura.
- Vectoriales: Tienen magnitud, dirección y sentido. Ejemplo: desplazamiento.
Vectores
Un vector es una representación matemática de una magnitud vectorial.
Propiedades de los Vectores
- Punto de aplicación: Origen del vector.
- Módulo: Tamaño o longitud del vector.
- Dirección: Orientación de la recta que contiene al vector.
- Sentido: Indicado por la flecha en el extremo del vector.
Tipos de Vectores
- Coplanares y no coplanares
- Colineales
- Concurrentes
- Paralelos
Movimiento
El movimiento es el cambio de posición de un cuerpo en el espacio a lo largo del tiempo.
Cinemática
La cinemática es la rama de la física que estudia el movimiento sin considerar las causas que lo producen.
Conceptos Clave
- Distancia: Magnitud escalar que indica la longitud total recorrida.
- Desplazamiento: Magnitud vectorial que indica el cambio de posición.
- Velocidad: Tasa de cambio de posición respecto al tiempo.
- Aceleración: Tasa de cambio de velocidad respecto al tiempo.