Introducción a la Física

Conceptos Fundamentales

Ciencia

Conjunto sistematizado de conocimientos, elaborado mediante observaciones y razonamientos metódicamente organizados, de los que se deducen principios y leyes generales.

Física

Ciencia que estudia las propiedades de la materia y la energía, las fuerzas que los cuerpos ejercen entre sí y los efectos que dichas fuerzas producen. Es fundamental, sistemática y fáctica. Estudia las propiedades de la naturaleza, con ayuda del lenguaje matemático. Sus conclusiones pueden verificarse mediante la experimentación y realiza predicciones de experimentos futuros.

Tiene dos ramas:

• La física clásica (estudios a nivel macroscópico)
• La física moderna (estudios a nivel microscópico)

Materia

Es todo lo que nos rodea, tiene masa, ocupa un lugar en el espacio, posee energía y puede percibirse por los sentidos.

Energía

Es la capacidad para realizar trabajos. Puede manifestarse como energía mecánica, térmica, química, eléctrica, radiante, atómica, etc. La materia se transforma en energía (y viceversa).

Cuerpos

Es cuando la materia toma formas determinadas.

Materiales

Son las diferentes clases de materia que constituyen los cuerpos.

Sustancias

Es lo que compone a los materiales.

Propiedades

Propiedades Extensivas

Dependen de la cantidad de materia de la muestra que se está analizando, sin identificar el material que la constituye. Ej: superficie, volumen, peso, masa, energía, capacidad calorífica, etc.

Propiedades Intensivas

Permanecen invariables, cualquiera sea la porción del sistema que se analice y que den cuenta del material que constituye el cuerpo. Ej: densidad, peso específico, punto de ebullición, conductividad eléctrica, constante dieléctrica, presión, viscosidad.

Medida

Dato cuantitativo que permite determinar una propiedad o aspecto físico en forma numérica, se expresa con un número seguido de la unidad.

Magnitudes

Todo ente abstracto que puede igualarse o sumarse, es todo aquello que puede medirse. Ej: longitud, masa, volumen, fuerza, velocidad, etc. Pueden ser:

Magnitudes Escalares

Son las que quedan perfectamente determinadas cuando se expresa su cantidad mediante un número seguido de la unidad correspondiente. Ej. Longitud, superficie, volumen, masa, temperatura, energía, etc.

Magnitudes Vectoriales

Son las que necesitan además de un número y su unidad, otros datos para que queden definidos. Se determinan mediante vectores: que se caracterizan por:

• Módulo: cantidad numérica que expresa la intensidad de la magnitud. Queda definido por el número y su unidad.
• Dirección: recta que contiene al segmento que mide la magnitud vectorial. Ej: vertical, horizontal, oblicua.
• Sentido: orientación que tiene el vector en la recta de dirección. Ej: arriba, abajo, izquierda, derecha, etc.
• Punto de aplicación: lugar donde se aplica la magnitud.

Unidades y Mediciones

Unidades

Sistema de Unidades

Es el conjunto básico de unidades de medida, de las cuales surgen las derivadas y suplementarias. Algunos sistemas son:

• Sistema Internacional de Unidades (SI) o Sistema Métrico Legal Argentino (SIMELA).
• Sistema Técnico de Unidades: derivado del primitivo sistema métrico decimal.
• Sistema Imperial de Unidades: conjunto de unidades no métricas que se utilizan en EUA, Inglaterra.

Mediciones

Medir

Significa comparar cierta cantidad de una magnitud con la unidad que se ha elegido como patrón, es necesario indicar cuál es el patrón de medida.

Incertezas en una Medición

En los procesos de medición se cometen errores. Esos errores pueden ser:

• Sistemáticos: se repiten cada vez que se realiza una medición.
• Aleatorios o Accidentales: se encuentran en toda medición y dependen de múltiples factores.

Incertezas por el Aparato Utilizado

Son conocidos como error de cero y se producen cuando el instrumento está mal calibrado.

Incertezas por el Proceso de Medición

Se deben al manejo incorrecto del aparato, a modificaciones en las condiciones de la experimentación.

Incertezas de Lectura

Se produce por descuido del observador, por confusión de escalas o valores, por defectos visuales. Afectan al resultado aumentando o disminuyendo la medida.

Incerteza de Paralaje

Es la posición del observador respecto del instrumento.

Incerteza de Apreciación

Es cuando hay inseguridad en la lectura de un valor, debido a cómo estima el observador la fracción de una división del instrumento.

Incerteza Absoluta

Corresponde a la menor división que presenta su escala, es decir, a cuantas más divisiones posea el instrumento utilizado, mayor será la exactitud de la lectura.

Expresión de los Resultados

• Apreciación del Instrumento: el número de cifras con las que se expresa el resultado de una medida, debe incluir solo aquellas que tienen algún significado relevante, de acuerdo con la apreciación del instrumento.
• Redondeo de Decimales: para el redondeo de los números se tiene en cuenta:

• 2.467 se redondea a 2.47 (mayor a 5 se sube)
• 2.463 se redondea a 2.46 (menor a 5 se saca el número)
• Si termina en 5 y el número anterior es par se saca el 5
• Si termina en 5 y el número anterior es impar se sube.