Temario de temas selectos de física

¿Qué es física?

La física forma parte de las ciencias llamadas Ciencias Naturales que junto con la química y la Biología indagan sobre los fenómenos que percibimos como realidad.

Podemos decir que la física se encarga de la construcción de modelos funcionales que se ajustan mas o menos a los hechos del mundo y nos permiten interpretar y predecir los fenómenos que suceden a nuestro alrededor, tan funcionales son dichos modelos que a partir de ellos se ha podido generar la tecnología de la que disfrutamos en nuestra vida diaria.

Cuando los físicos idean modelos de cómo piensan que se comparta la naturaleza, recurren a su imaginación e intuición. Sin embargo, una vez construido un modelo en la física (que posteriormente estudiamos cuando aparecen en libros, revistas o Internet), se busca validarlo y aplicarlo dándole un carácter cuantitativo. Esto es, a partir de los modelos se pretende obtener conclusiones numéricas que validen y certifiquen lo que plantea ese modelo, para lo cual los físicos inventan o construyen herramientas que les permiten medir las propiedades que le asignan al objeto en estudio, a lo que se le denomina magnitud física.

Magnitud física: Herramienta construidas y aceptadas por las comunidades científicas, que se usan para establecer y discutir modelos que intentan describir e interpretar el comportamiento del Universo

Las magnitudes físicas pueden ser de dos tipos:

• Magnitudes fundamentales. Las magnitudes fundamentales son aquellas que no se definen en función de otras magnitudes físicas, estas fueron definidas y aceptadas por las comunidades científicas y a partir de ellas se pueden derivar otras muchas magnitudes utilizadas en física. Son magnitudes fundamentales: longitud, masa, tiempo y carga eléctrica.

• Magnitudes derivadas. Las magnitudes derivadas resultan de la relación de magnitudes fundamentales, ejemplo de ello es la velocidad, que resulta de relacionar la longitud con el tiempo (v = d/t), otros ejemplos son: área, volumen, aceleración, fuerza, trabajo, etc.

Otra clasificación de las magnitudes físicas puede ser:

• Magnitudes escalares.: Son aquellas que para quedar bien definidas, solo requieren una cantidad expresada en números y el nombre de la unidad de medida, ejemplo: longitud o distancia (3 m), masa (4 kg), tiempo (2 s), temperatura (20 °K).

• Magnitudes vectoriales. Son aquellas que para quedar bien definidas, además de la cantidad expresada en número y el nombre de la unidad, requieren que se señale la dirección, ejemplo de estas magnitudes son: el desplazamiento (6 m al norte), la velocidad (28 m/hr al noroeste), la aceleración (80 m/s2 al sur), la fuerza (35 N a 30° NE).

Cualquier magnitud vectorial, puede ser representada gráficamente por medio de un vector.

Vector. Es un segmento de recta dirigido con las siguientes características:

• a) Punto de aplicación u origen,

• b) Magnitud, intensidad o módulo del vector. Indica su valor y se representa por la longitud del vector de acuerdo con la escala utilizada.

• c) Dirección, señala la línea o ángulo de inclinación sobre la cual actúa el vector.

Los sistemas vectoriales, es decir el conjunto de vectores que actúan al mismo tiempo sobre un solo objeto, pueden encontrarse en un plano o en el espacio, concurrir en un solo punto o ser paralelos, con lo que los podemos diferenciar en:

Los sistemas vectoriales coplanares, son aquellos que se encuentran ubicados en un solo plano, es decir, en dos ejes, pueden ser:

• a) Concurrentes.- las líneas de acción de este tipo de vectores se reúnen en un punto en común.

• b) Paralelos.- Las líneas de acción de estos vectores son paralelas entre sí.

Los sistemas vectoriales no coplanares, son aquellos que se encuentran ubicados en tres dimensiones, es decir, en tres ejes, e igualmente que los coplanares pueden ser: concurrentes y paralelos, cuyas líneas de acción concurren en un solo punto y son paralelas entre sí.

Los sistemas vectoriales Colineales tienen la misma línea de acción, pueden alejarse o acercarse.

Descomposición de una fuerza en forma vectorial cartesiana

Se puede descomponer un vector en sus componentes rectangulares en "x" y "y" mediante el uso de funciones trigonométricas, de la siguiente manera: