2. Movimiento

Qué es el movimiento?

Se dice que un cuerpo esta en movimiento con respecto a otro cuando su posición respecto a ese cuerpo cambia en un tiempo determinado.

Si la posición de un cuerpo con respecto a otro no cambia al transcurrir el tiempo se dice que el cuerpo se encuentra en reposo

Para describir el el movimiento o posición de un cuerpo es necesario tener un sistema de referencia. Un sistema de referencia es cualquier cuerpo o punto que se selecciona para describir la posición o el movimiento de otros cuerpos.

Trayectoria

La trayectoria de un objeto es una linea descrita durante su movimiento. La trayectoria es una característica del movimiento que depende del sistema de referencia empleado.

Los movimientos se pueden clasificar en dos partes:

Un movimiento rectilíneo si la trayectoria del cuerpo es una línea recta.

Un movimiento es curvilíneo si la trayectoria del cuerpo es una línea curva. Dentro de este tipo de movimientos se clasifican en:

• Movimiento circular: es un movimiento donde la trayectoria del cuerpo forma una circunferencia.
• Movimiento elíptico: es un movimiento donde la trayectoria del cuerpo forma una elipse.
• Movimiento parabólico: es un movimiento en el que la trayectoria del móvil forma una parábola.

Distancia

La distancia recorrida por un objeto es la longitud del camino recorrido

Desplazamiento

El desplazamiento de un cuerpo nos indica el cambio del posición del mismo durante su movimiento. Se representa por un vector cuyo origen se ubica en la posición inicial y cuyo extremo señala la posición final del cuerpo en el instante de interés.

1. Ejercicios de conversiones básicas 1.

Algunas equivalencias de unidades de longitud

1 m = 100 cm

1 pulgada =2.54 cm

1 pie = 12 pulgadas

1 yarda = 3 pies

1 milla = 1609 m

1 kg = 1000 gramos

Ejercicios de conversiones

Realizar las siguientes conversiones:

a) 10 metros a milímetros
Se sabe que cada metro tiene 1000 milímetros por lo tanto se hace la siguiente multiplicación;

10*1000= 10000 milímetros = 10000mm

b) 50 centímetros a kilómetros
Un metro tiene 100 centímetros y un kilómetro tiene 1000 metros, por lo tanto se hace la siguiente división;

50/(100)(1000) =0.0005 kilómetros 

c)1 litro a mililitros
Un litro contiene 1000 mililitros

d)3 horas a segundos
Un minuto contiene 60 segundos y una hora contiene 60 minutos. Por lo tanto se hace la siguiente multiplicación;

3*60*60=10800 segundos

e) 6000 minutos a días
 Una hora 60 minutos y un día 24 horas, por lo tanto se tiene la siguiente división;

6000/(60*24) = 4.16 días

f) 4 radianes a grados
Un radian es igual a 180 grados por lo tanto se tiene que;

4*180= 720 grados

g) 50 grados a radianes
 180 grados es igual a un radian, por lo tanto se tiene que;

50/180 = 0.27 radianes

1.8 Definiciones de Física 1.0

Definiciones de Física

Ángulo

Figura formada por dos líneas llamadas lados, que parten de un mismo punto llamado vértice

Ángulo entre dos vectores

Ángulo mas pequeño formado por dos vectores concurrentes

Astronomía

Ciencia que estudia los astros, sus agrupaciones y el espacio en que se mueven

Átomo

Es la mínima porción que puede existir de un elemento

Biología

Ciencia encarga de estudiar a los organismos

Calor

Forma de energía que se transmite de los cuerpos de mayor temperatura a los de menor temperatura

Cateto

Con este nombre se conocen los lados del triangulo rectángulo que forman un ángulo de 90 grados

Celsius

Escala para medir temperaturas, comúnmente se le conoce como centígrado.

Ciencia

Cuerpo de conocimientos metódicamente ordenados y sistematizados que permiten explicar y predecir lo que acontece en la naturaleza

Componentes de un vector

Vectores cuya acción simultánea sobre un cuerpo produce el mismo efecto que el vector que sustituyen. La suma vectorial de las componentes del vector es igual a este.

Compuesto

Sustancia hecha de dos o mas elementos químicos

Coordenadas

Cada uno de los elementos que sirven para determinar la posición de un punto en un plano o en el espacio

Densidad

Es la masa de una sustancia que cabe en una unidad de volumen

Dirección

Rumbo seguido por un cuerpo en su movimiento

Eco

Efecto que se produce cuando un sonido se refleja en una superficie sólida

Ecuación

Igualdad entre cantidades conocidas y desconocidas que solamente pueden resolverse cuando los símbolos de las incógnitas han sido reemplazados por los números que corresponden a su valor exacto. Permite expresar una ley física en términos matemáticos.

Electromagnetismo

Es el estudio de los fenómenos magnéticos y eléctricos 

Energía

Se define como la capacidad de un cuerpo o de un sistema para realizar un trabajo

Escala

Relación entre la longitud real de una cosa y la longitud que se le atribuye en un dibujo, mapa, maqueta u otro tipo de representación

Exactitud

Término que se utiliza para señalar la proximidad del valor medido con el valor real. Mientras mas pequeña sea esta desviación mayor será la exactitud.

Experimento

Experiencia científica en que se provoca deliberadamente algún cambio y se observa e interpreta su resultado con alguna finalidad cognoscitiva.

Fenómeno

Es todo cambio que acontece en la naturaleza

Física

Ciencia natural y experimental. Estudia el movimiento de los cuerpos, los fenómenos térmicos, la luz, el sonido, la electricidad, el magnetismo y estructura de la materia

Física cuántica

Sinónimo de mecánica cuántica. Es la teoría fisicomatemática desarrollada para explicar el comportamiento de los sistemas atómicos moleculares.

Física nuclear

Es la rama de la física que se encarga del estudio de todos los fenómenos relacionados con el núcleo atómico.

Física relativista

Es el estudio de los fenómenos físicos en los que intervienen velocidades suficientemente altas o fuerzas de gravedad tan intensas que las leyes de la mecánica clásica dejan de ser válidas

Hipótesis

Suposición comprobable que se basa en el conocimiento preciso y con la cual se pretende dar solución a un problema

Materia

Es todo aquello que contiene masa

Magnitud

Todo aquello que puede disminuir o aumentar de valor

Magnitud escalar

Magnitud física que se define completamente por su magnitud y la unidad

Magnitud física

Todo aquello que puede medirse. Se pueden clasificar en escalares y vectoriales

Magnitud vectorial

Magnitud física que puede representarse con un vector. Para poder caracterizarla es necesario conocer su magnitud, dirección, sentido y punto de aplicación

Masa

Medida de la cantidad de materia o equivalente

Mecánica

Rama de la física que se ocupa del movimiento y equilibrio de los cuerpos y de las leyes que los gobiernan

Óptica

Parte de la física que estudia todos los fenómenos relacionados con la luz

Quark

Partícula de la que están formados los protones, los neutrones, los piones y otras partículas llamadas hadrones

Teoría

Conjunto de hipótesis, reglas o leyes que sirven de base a una ciencia para explicar los hechos o fenómenos observados en la misma

Termodinámica

Parte de la física que estudia todo lo relacionado con el calor y su interacción con la materia y las otras formas de energía

Variable

Magnitud que puede tomar diferentes valores

Vector

Ente temático que consta de magnitud, dirección, sentido y origen. Puede representar una magnitud física

1.7 Producto entre vectores

Producto entre vectores

Existen dos productos que se le puede aplicar a dos vectores. Estos son:

Producto escalar

Multiplicación entre dos vectores que da como resultado un escalar. A este producto también se le conoce como producto punto.

Producto vectorial

Multiplicación entre dos vectores que da como resultado un vector. También se le conoce como producto cruz debido a su notación.

1.6 Clasificación de vectores

Vector

Un vector es un ente matemático que consta de origen, dirección, sentido y magnitud.
De acuerdo a algunos criterios, los vectores se clasifican en: colineales, coplanares y espaciales
Vectores coplanares y espaciales.

A su vez, los vectores coplanares y espaciales se pueden clasificar en función de sus direcciones y origenes en: vectores concurrentes, vectores paralelos y vectores ni concurrentes ni paralelos.

Vector deslizante

Este tipo de vector se puede trasladar a lo largo de su dirección a un punto cualquiera de la recta en que se encuentra.

Vector fijo

Este vector está ligado al origen o punto de aplicación, por ejemplo el vector de posición de alguna persona u objeto.

Desplazamiento

Es una magnitud física que puede ser representada por un vector. El desplazamiento de un cuerpo nos indica el cambio de posición del mismo durante su movimiento, o sea que el desplazamiento nos permite saber qué tan lejos y en que dirección se movió el cuerpo de su posición inicial.

1.5 Magnitudes escalares y vectoriales

Magnitud escalar

Una magnitud escalar es una magnitud que queda completamente definida por su magnitud, es decir, por un número y la unidad. Algunos ejemplos son: distancia, tiempo y volumen.

Magnitud vectorial

Una magnitud vectorial es aquella que para quedar completamente definida, es necesario dar su magnitud expresada en números, el nombre de la unidad, dirección, el sentido y el origen. Algunos ejemplos son: aceleración, velocidad y fuerza.

1.4 Notación científica

Notación científica

La notación científica todas las cantidades se escriben como el producto de un número entero con o sin decimales por una potencia de base 10. A continuación se presenta una tabla con los prefijos mas comunes.

Operación con números expresados en notación científica

1. Para poder sumar o restar dos o mas números expresados en notación científica, deben tener el mismo exponente. El resultado se obtiene de sumar o restar los factores de las potencias de multiplicar este resultado por la potencia de base 10.
2. Cuando se efectúa una multiplicación de dos números expresados en notación científica, se multiplican los factores de las potencias de base 10. El exponente correspondiente de la base 10 es el resultado de sumar los exponentes.
3. Cuando se efectúa una división dos números expresados en notación científica, se dividen los factores de las potencias de base 10. El exponente correspondiente de la base 10 es el resultado de restar el exponente del divisor del exponente del dividendo.

1.3 Unidad de Medida

Unidad de Medida

Las unidades de medida se puede clasificar en unidades fundamentales y derivadas.

• Las unidades fundamentales son aquellas que corresponden a las magnitudes fundamentales. Las unidades fundamentales del Sistema Internacional se presentan en la siguiente tabla

• Las unidades derivadas se forman de la combinación de las unidades fundamentales y otras derivadas. Las unidades derivadas en el Sistema Internacional se forman con la combinación de las unidades fundamentales, las unidades suplementarias y otras unidades de acuerdo con la ecuación algebraica que las relaciona.

1.2 Materia

Materia

Es todo cuanto existe en el universo y se halla constituida por partículas fundamentales, generalmente agrupados en átomos y moléculas. También se entiende por materia a todo aquello que integra los cuerpos, que ocupa un lugar en el espacio y que puede encontrarse en estado sólido, líquido, gaseoso o plasma.

1.1 Magnitudes Físicas

Magnitud Física

Una magnitud física es cualquier característica de los cuerpos que es posible medir. Las magnitudes físicas son clasificadas en magnitudes fundamentales y magnitudes derivadas.

• Las magnitudes fundamentales

Este tipo de magnitudes son las que se pueden definir con independencia de los demás. Algunos ejemplos de este tipo de magnitudes son: longitud, masa, tiempo, corriente, temperatura, intensidad luminosa y cantidad de sustancia.

• Las magnitudes derivadas

Este tipo de magnitudes son las que se obtienen con la combinación  adecuada de las magnitudes fundamentales. Algunos ejemplos de estas magnitudes son: volumen, velocidad y densidad.

1. Definición de Física

Física

Para  tener una definición clara de la Física es necesario definir el concepto de ciencia.

La ciencia es un conjunto de conocimientos en constante evolución que proporciona una base confiable para interpretar y describir el Universo.

Ahora es preciso saber que existen diferentes definiciones del concepto de física. Enseguida se presentan dos conceptos que son muy claros y generales, es decisión de cada persona elegir la mas definición  conveniente para si mismo.

• La física es la ciencia que estudia la energía, sus manifestaciones y transformaciones, y su relación con la materia
• La física es la ciencia natural que trata del comportamiento y la comprensión de la materia y de sus interacciones en el nivel más fundamental.

Ahora que se tienen las definiciones anteriores se puede crear una nueva definición, la cual quedaría como sigue:

La física es una ciencia natural que estudia el movimiento de los cuerpos, los fenómenos térmicos, la luz, el sonido, el magnetismo y la estructura de la materia.

Física cuántica

Sinónimo de mecánica cuántica. Es la teoría físicomatematica desarrollada para explicar el comportamiento de los sistemas atómicos y moleculares.

Definición de Física nuclear

Es la rama de la física que se encarga del estudio de todos los fenómenos relacionados con el núcleo atómico.

Física relativista

Es el estudio de los fenómenos físicos en los que intervienen velocidades suficientemente altas o fuerzas de gran verdad tan intensas que las leyes de la mecánica clásica dejan ser válidas.