8/18/2019 Física I y II
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LA FÍSICASu concepto
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¿Qué es la Física?
La palabra FÍSICA provienede dos vocablos griegos:
Physis Naturalea
Ica Ciencia
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Física es la ciencia !ueestudia la naturaleza " sus#en$%enos&
'or lo tanto(
"( ¿Qué es un #en$%eno?
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Fen$%eno es todo a!uello !uepueda ser observable&
'roviene del vocablo griegoPHAINOMENON !ue signi#icaapariencia.
)*isten de varios tipos:◊
Físicos&◊ Quí%icos&◊ +etereol$gicos&◊ Cli%,ticos&◊ Naturales&◊ At%$s#ericos&
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¿)N -.N-) )NC/N01A+/S LAFÍSICA?
Co%o lo dice su concepto2 seencuentra en la naturalea2 entodo lo !ue nos rodea2 en todo lo
!ue pode%os observar e*iste la#ísica&
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La Física se divide en tresgrandes etapas:
Física cl,sica&
Física %oderna&
Física conte%por,nea&
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Algunas ra%as de la Física:
+ec,nica: )s la ra%a de la#ísica !ue estudia " analia el%ovi%iento " reposo de loscuerpos&
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.ptica: )s la ra%a de la #ísica !ueestudia el co%porta%iento de lasradiaciones electro%agnéticas&
Ac3stica: )s la ra%a de la
#ísica !ue estudia las ondas%ec,nicas !ue se propagan através de la %ateria 4sonido5&
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Física at$%ica: )s la ra%a de la#ísica !ue estudia las propiedades" el co%porta%iento de los
n3cleos at$%icos&
Astrono%ía: )s la ra%a de la #ísica
se ocupa del estudio de loscuerpos celestes2 sus%ovi%ientos2 los #en$%enosligados a ellos
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+agnitudes " 6nidades
+A7NI06-: 'ropiedad o Cualidad!ue es susceptible de ser %edida "por lo tanto puede e*presarsecuantitativa%ente&
6NI-A-)S / SIS0)+A -)6NI-A-)S: Con8unto de re#erencias46nidades5 elegidas arbitraria%entepara %edir todas las %agnitudes&
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+)-ICI.N: Con8unto de actose*peri%entales con el #in dedeter%inar una cantidad de%agnitud #ísica&
+)-I1: )s co%parar una %agnitudcon otra de su %is%a especieasu%ida en #or%a arbitraria co%o
unidad&'or e8e%plo2 se puede relacionarnuestra estatura con el ta%a9o deuna tia&
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6NI-A-)S AN0)1I/1)S ALSIS0)+A IN0)1NACI/NAL 4S&I&5
Antes del S&I& las unidades de %edida sede#inían en #or%a arbitraria2 variaban deun país a otro " di#icultaban elinterca%bio cientí#ico&
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Siste%a Internacional de6nidades S&I&• 'er%ite uni#icar criterios respecto a la
unidad de %edida !ue se usar, paracada %agnitud&• )s un con8unto siste%,tico " organiadode unidades adoptado por convenci$n
• )l Sisté%e International d6nités 4SI5
esta co%puesto por dos tipos de%agnitudes i& +agnitudes #unda%entales ii& +agnitudes derivadas
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I+'/10ANCIA -) LAS+)-I-AS
'ara descubrir las le"es!ue gobiernan los#en$%enos naturales2 loscientí#icos deben llevar acabo %ediciones de las
%agnitudes relacionadascon dic;os #en$%enos&
i d
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+agnitudesFunda%entalesSon a!uellas !ue no pueden sere*presadas a partir de otras& Sirvende base para establecer el siste%ade unidades&)l co%ité internacional de pesas "
%edidas ;a establecido sietecantidades b,sicas2 " asign$unidades b,sicas o#iciales a cadacantidad&
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AA%pereCorriente eléctrica
%ol%olCantidad de sustancia
cdCandelaIntensidad lu%inosa
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+agnitudes -erivadas
• )s posible %edir %uc;as%agnitudes ade%,s de las siete#unda%entales2 tales co%o: presi$n2volu%en2 velocidad2 #uera2 etc&
• )l producto o cociente de dos o %,s%agnitudes #unda%entales da co%oresultado una %agnitud derivada!ue se %ide en unidades derivadas&
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+agnitud 6nidad b,sicaSí%bolo dela unidad
Area %etro cuadrado %>
olu%en %etro c3bico %@
Frecuencia ert B s D
-ensidad de %asa =ilogra%o por %etroc3bico
=g %@
elocidad %etro por segundo % s
elocidad angular radi,n por segundo rad s
Aceleraci$n %etro por segundocuadrado
% s>
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Fuera NeEton =g % s> D N
'resi$n 'ascal N %> D 'a
0raba8o " energía oule N % D
'otencia Gatt s D G
Carga eléctrica Coulo%b A s D C
1esistencia eléctrica /;% H
lu%inosidad Candela por %etrocuadrado
cd %>
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+A7NI06-)S )SCALA1)S Son a!uellas %agnitudes !ueest,n de#inidas con su+.-6L/2 es decir2 con unacantidad %,s una unidad de%edida&
'or e8e%plo2 @ 4%etros52 ;oras2 B =ilogra%o2 @J4%etrossegundo52 BJJ 4=%
;ora52 K segundos2 etc&
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+A7NI06-)S )C0/1IAL)SSon a!uellas !ue2 ade%,s de tener %$dulo "unidad de %edida2 poseen direcci$n " sentido& 'ore8e%plo2 ;ablar de un vector corresponde a decir!ue un auto%$vil via8a a BJJ4
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+L0I'L/S O S6P+L0I'L/S• /tra venta8a del siste%a %étricoS&I& sobre otros siste%as deunidades es !ue usa pre#i8os paraindicar los %3ltiplos de la unidadb,sica&
• '1)FI/S -) L/S +L0I'L/S: se
les asignan letras !ue provienendel griego&• '1)FI/S -) L/S S6P+L0I'L/S:se les asignan letras !ueprovienen del latín&
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+L0I'L/S 4letras griegas5
're#i8o Sí%bolo Factor de %ultiplicaci$n
-eca -a BJ BJB
ecto ; BJJ BJ>
'eta ' B JJJ JJJ JJJ JJJ JJJ BJB
)*a ) B JJJ JJJ JJJ JJJ JJJ JJJ BJB
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S6P+L0I'L/S 4Latin5're#i8o Sí%bolo Factor de %ultiplicaci$n
-eci d B BJ BJ TB
Centi c B BJJ BJT>
+ili % B B JJJ BJT@
+icro U B B JJJ JJJ BJT
Nano n B B JJJ JJJ JJJ BJTR
'ico p B B JJJ JJJ JJJ JJJ BJTB>
Fe%to # B B JJJ JJJ JJJ JJJ JJ BJTB
atto a B B JJJ JJJ JJJ JJJ JJJ JJJ BJTB
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)8e%plos
• 45 kilómetros = 45 x 1000 metros = 45 000 m
• 640 µA = 640 x 1 = 0,00064 A
1 000 000
• 357,29 milimetros = 357,29 x 1 = 0,3
1 000
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)!uivalencias %,s co%unes
• -e Longitud: B %etro 4%5 D BJJ centí%etros 4c%5 B centí%etro 4c%5 D BJ %ilí%etros 4%%5
B %etro 4%5 D B JJJ %ilí%etros 4%%5 B =il$%etro 4=%5 D B JJJ %etros 4%5
B =il$%etro 4=%5 D B JJJ JJJ %ilí%etros 4%%5
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/01AS )Q6IAL)NCIAS -)L/N7I06-• B pulgada 4in5 V W >2K %ilí%etros 4%%5• B pie 4#t5 V W J2@JK %etros 4%5
• B "arda 4"d5 V W J2RBK %etros 4%5• B %illa 4%i5 V W B2B =il$%etros
• B %etro 4%5 V W @R2@X pulgadas 4in5• B #e%t$%etro 4#%5 V W BJ B %etros 4%5
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)!uivalencias de %asa
• B =ilogra%o 4=g5 V W B JJJ gra%os 4g5• B tonelada 4ton5 V W BJJJ =ilogra%os 4=g5• B slug V W BK2 =ilogra%os4=g5
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)Q6IAL)NCIAS -) 0I)+'/
•
B a9o V W @2> días• B día V W >K ;oras 4;r5• B ;ora 4;r5 V W J %inutos 4%in5• B %inuto 4%in5 V W J segundos 4s5
• B ;ora 4;r5 V W @ JJ segundos 4s5• B día V W KJJ segundos 4s5• B a9o V W @B X JJ segundos 4s5
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)!uivalencias de ,rea,rea D largo * anc;o D longitud * longitud
• B %etro cuadrado 4%>5 V W BJ JJJ centí%etros> 4c%>5
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)Q6IAL)NCIAS -) /L6+)Nolu%en D largo * anc;o * alto D long * long * long
•
B %etro c3bico 4%@
5 V W B JJJ JJJ c%@
• B litro 4l5 V W BJJJ c%@
• B %etro c3bico 4%@5 V W B JJJ litros 4l5
ANMLISIS -I+)NSI/NAL
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ANMLISIS -I+)NSI/NAL)s una ra%a de la %ate%,tica aplicada a la Física !uese encarga de estudiar las distintas #or%as en !ue serelacionan las %agnitudes #unda%entales con las%agnitudes derivadas " éstas con sus unidadesY lo!ue ;a provocado el desarrollo de le"es2 reglas "propiedades entre éstas&
6n an,lisis correcto de las unidades "o di%ensionesde las %agnitudes #ísicas nos per%itir,:
B& 1elacionar una %agnitud #ísica derivada con otraselegidas co%o #unda%entales&>& )stablecer el grado de verdad de una #$r%ula&@& )laborar #$r%ulas e%píricas para #en$%enos de
si%ple desarrollo&
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teniendo encuenta sus
FÓRMULAS DIMENSIONALES
E!RESIONES
MA"EM#"I$AS IDEN"IFI$AR
MA%NI"UDF&SI$A
DERI'ADA
MA%NI"UDESF&SI$AS
MUL"I!LI$A$IÓNDI'ISIÓN!O"EN$IA$IÓNRADI$A$IÓN
O!ERADORDIMENSIONAL (
) *MA%NI"UDESF&SI$AS
FUNDAMEN"ALES
DIMENSIONES+E!ONEN"ES,
son nos-e.miten
utili/ano-e.aciones de
-o. medio de un
La .elaciónent.e una
las
ue.elacionan
F.1+6LAS
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F.1+6LAS-I+)NSI/NAL)S
Las #$r%ulas di%ensionales son a!uellasrelaciones de igualdad %ediante lascu,les una %agnitud derivada !uedae*presada en base a las %agnitudes#unda%entales de un %odo general&
Las #$r%ulas di%ensionales se obtienen apartir de #$r%ulas %ate%,ticas o #ísicas&
)C6ACI/N)S -I+)NSI/NAL)S
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)C6ACI/N)S -I+)NSI/NAL)S
Son a!uellas relaciones de igualdad endonde algunas %agnitudes #ísicas son
conocidas " otras2 o no lo son2 o tienendi%ensiones desconocidas&)s una igualdad de tipo algebraico !uee*presa las relaciones e*istentes entre las%agnitudes #unda%entales " las derivadas&
Se denota: Z[ \][A\ se lee: Z)cuaci$n di%ensional de A]&
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1)7LAS I+'/10AN0)S
• Las %agnitudes #ísicas así co%o sus
unidades no cu%plen con las le"esde la adici$n o sustracci$n2 pero sícon las de%,s operacionesarit%éticas&
)8e%plo:L>^ L>^L>^L>D L>
L0T>^ L0T>^L0T>^L0T>D L0T>
• 0odos los n3%eros en sus di#erentes #or%as
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• 0odos los n3%eros en sus di#erentes #or%asson cantidades adi%ensionales2 " su #$r%uladi%ensional es la unidad& -e este %odo setiene !ue la #$r%ula di%ensional de una
cantidad adi%ensional es: [ cantidad adi%ensional\D B
Cantidades adi%ensionales: N3%erosreales2 #unciones nu%éricas4trigono%étricas2 algorít%icas2e*ponenciales2 etc52 ,ngulos planos "
s$lidos
'1INCI'I/ -)
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'1INCI'I/ -)/+/7)N)I-A-
Z0oda ecuaci$n ser, di%ensional%entecorrecta si los tér%inos !ue co%ponen unaadici$n o sustracci$n son de igualesdi%ensiones2 " si en a%bos %ie%bros de laigualdad aparecen las %is%as %agnitudesa#ectadas de los %is%os e*ponentes]
[A\^[P\D[C\^[-\ [A\D[P\D[C\D[-\
Magnitud derivadaFórmula
Unidad en el S !
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Magnitud derivadadimensional
Unidad en el S!
"rea #2 m2
$olumen #3 m3
%ensidad M#&3 'g(m3
$elo)idad #*&1 m(s+)elera)ión #*&2 m(s2
Fuer,a M#*&2 -e.ton*ra/ao M#2*&2 oulesPoten)ia M#2*&3 attPresión M#&1*&2 Pas)al
$elo)idad angular *&1 rad(s+)elera)ión angular *&2 rad(s2
Fre)uen)ia *&1 ert,!mulso M#*&1 m'g(saudal #3*&1 m3 (sarga el)tri)a !* +s
A'LICACI/N)S -) LAS )C6ACI/N)S -I+)NSI/NAL)S:
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A'LICACI/N)S -) LAS )C6ACI/N)S -I+)NSI/NAL)S:
B& Sirven para co%probar la veracidad de las #or%ulas#ísicas&
>& Se utilian en la deducci$n de #or%ulas #ísicas&
@& Sirven para e*presar las unidades de cual!uier%agnitud
derivada en #unci$n de las %agnitudes#unda%entales&
)C6ACI/N)S -I+)NSI/NAL)S +AS I+'/10AN0)S:
A&T SIS0)+A APS/L60/ 4L2 +2 05 T [espacio\ D L
T [velocidad\ D
T [aceleraci$n\ D
1−==
LT
T
L
tiempo
espacio
211
1
. −−−
−
===
LT T LT
T
LT
tiempo
velocidad
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T [#uera\ D [%asa * aceleraci$n\ D +L0T>
T [traba8o\ D [ #uera * distancia\ D +L0T> D +L>0T>
T [potencia\ D
T [,rea\ D L>
T [volu%en\ D L@
T [presi$n\ D
T [densidad\ D
T [velocidad angular\ D
32122
.. −−−− ===
T MLT MLT T
MLT
tiempo
trabajo
21
2
2
. −−
−
==
T ML
L
MLT
área
fuerza
3
3
−==
ML L M
volumenmasa
11 −==
T
T tiempo
ángulo
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