viernes, 10 de marzo de 2017

Adicción de Vectores por Descomposición Vectorial



Cuando vamos a sumar vectores, podemos optar por descomponerlos en sus componentes rectangulares y luego realizar la suma vectorial de estas. El vector resultante se logrará componiéndolo a partir de las resultantes en las direcciones x e y.

Un vector puede descomponerse en una suma de dos vectores que forman entre si un ángulo de 900. Esta operación se denomina descomposición rectangular del vector, para determinar las componentes del vector se utilizan el método gráfico y el analítico.


Suma de Vectores por el Método del Paralelogramo y El Polígono



Éste es el método gráfico más utilizado para realizar operaciones con vectores, debido a que se pueden sumar o restar dos o más vectores a la vez.
El método consiste en colocar en secuencia los vectores manteniendo su magnitud, a escala, dirección y sentido; es decir, se coloca un vector a partir de la punta flecha del anterior. El vector resultante esta dado por el segmento de recta que une el origen o la cola del primer vector y la punta flecha del último vector.

Cuando vamos a sumar más de dos vectores, podemos sumar dos de ellos por el método del triángulo. Luego el vector resultante sumarlo con otro vector también por el método del triángulo, y así sucesivamente hasta llegar a obtener la resultante final.
Otra forma de hacer la suma, es utilizando el llamado método del polígono. Este método es simplemente la extensión del método del triángulo. es decir, se van desplazando los vectores para colocarlos la “cabeza” del uno con la “cola” del otro (un “trencito”) y la resultante final es el vector que cierra el polígono desde la “cola” que quedo libre hasta la “cabeza” que quedo también libre (cerrar con un “choque de cabezas”). Nuevamente el orden en que se realice la suma no interesa, pues aunque el polígono resultante tiene forma diferente en cada caso, la resultante final conserva su magnitud, su dirección y su sentido.
Este método sólo es eficiente desde punto de vista gráfico, y no como un método analítico. En la figura 1se ilustra la suma de cuatro vectores.

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Cantidades Vectoriales y Escalares



Una cantidad escalar se especifica totalmente por su magnitud, que consta de un número y una unidad.
Las operaciones entre cantidades escalares deben ser dimensional mente coherentes; es decir, las cantidades deben tener las mismas unidades para poder operarse.

Una cantidad vectorial se especifica totalmente por una magnitud y una dirección. Consiste en un número, una unidad y una dirección.
Las cantidades vectoriales son representadas por medio de vectores.
Por ejemplo, "una velocidad de 30 km/h" queda totalmente descrita si se define su dirección y sentido: "una velocidad de 30 km/h hacia el norte" a partir de un marco de referencia determinado (los puntos cardinales).
Entre algunas cantidades vectoriales comunes en física son: la velocidad, aceleración, desplazamiento, fuerza, cantidad de movimiento entre otras.

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Sistema de Unidades, Conversión de Unidades


Una unidad de medida es una cantidad estandarizada de una determinada magnitud física, definida y adoptada por convención o por ley. Cualquier valor de una cantidad física puede expresarse como un múltiplo de la unidad de medida.
Una unidad de medida toma su valor a partir de un patrón o de una composición de otras unidades definidas previamente. Las primeras unidades se conocen como unidades básicas o de base (fundamentales), mientras que las segundas se llaman unidades derivadas.
Un conjunto de unidades de medida en el que ninguna magnitud tenga más de una unidad asociada es denominado sistema de unidades.
Todas las unidades denotan cantidades escalares. En el caso de las magnitudes vectoriales, se interpreta que cada uno de los componentes está expresado en la unidad indicada.

La conversión de unidades es la transformación de una cantidad, expresada en un cierta unidad de medida, en otra equivalente, que puede ser del mismo sistema de unidades o no.
Este proceso suele realizarse con el uso de los factores de conversión y las tablas de conversión.
Frecuentemente basta multiplicar por una fracción (factor de conversión) y el resultado es otra medida equivalente, en la que han cambiado las unidades. Cuando el cambio de unidades implica la transformación de varias unidades se pueden utilizar varios factores de conversión uno tras otro, de forma que el resultado final será la medida equivalente en las unidades que buscamos, por ejemplo si queremos pasar 8 metros a yardas, lo único que tenemos que hacer es multiplicar 8 x (0.914)=7.312 yardas.


Alguna equivalencia 

1 m = 100 cm
1 m = 1000 mm
1 cm = 10 mm
1 km = 1000 m
1 m = 3.28 pies
1 m =  0.914 yardas 
1 pie = 30.48 cm
1 pie = 12 pulgadas 
1 pulgada = 2.54 cm
1 milla = 1.609 km
1 libra = 454 gramos
1 kg = 2.2 libras 
1 litro = 1000 Cm3
1 hora = 60 minutos
1 hora = 3600 segundos

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Notación Exponencial


La notación científica, también denominada patrón o notación en forma exponencial, es una forma de escribir los números que acomoda valores demasiado grandes (100000000000) o pequeños (0.00000000001)1 para ser convenientemente escrito de manera convencional. El uso de esta notación se basa en potencias de 104 (los casos ejemplificados anteriormente en notación científica, quedarían 1 × 1011 y 1 × 10−11, respectivamente). El módulo del exponente es la cantidad de ceros que lleva el número delante, en caso de ser negativo (nótese que el cero delante de la coma también cuenta), o detrás, en caso de tratarse de un exponente positivo. Como ejemplo, en la química, al referirse a la cantidad de entidades elementales (átomosmoléculasiones, etc.), hay una cantidad llamada cantidad de materia (mol). 

El número m se denomina «mantisa» y e el «orden de magnitud».6 La mantisa, en módulo, debe ser mayor que o igual a 1 y menor que 10, y el orden de magnitud, dada como exponente, es el número que más varía conforme al valor absoluto.7
Observe los ejemplos de números grandes y pequeños:
  • 600 000
  • 30 000 000
  • 500 000 000 000 000
  • 7 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000
  • 0.0004
  • 0.00000001
  • 0.0000000000000006
  • 0.0000000000000000000000000000000000000000000000008


Notación exponencial es un método en matemáticas que permite la representación de números en una forma más corta y ayuda en los cálculos matemáticos. Por ejemplo, 1’000.000 (Un millón), puede ser escrito como 1 x 106. El número de Avogadro (símbolos: L, NA), el cual es el número de moléculas en 18 gramos de agua, es, 602,000,000,000,000,000,000,000 o 6.02 x 1023. Cuando se multiplican grandes números usando la notación exponencial, los exponentes son sumados. Por ejemplo, 1000 x 1000 = 1’000.000, o (1 x 103) x (1 x 103) = 1 x 106

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Antecedentes de la física




El ser humano, desde el principio de los tiempos, ha tenido la curiosidad y el hábito de querer aprender la explicación al porqué de los sucesos y fenómenos que acontecían alrededor suyo. Los cambios del clima, los astros celestes y su movimiento cíclico, el aire, la tierra, el fuego.
Nace de esta forma la filosofía que sería el antecedente de la física actual. De forma puramente experimental se comienzan a considerar las leyes que rodean al hombre. De esta forma, podemos ver en un antiguo texto de Ptolomeo llamado “Almagesto”, donde el autor afirma que la Tierra es el centro del universo y que los astros giran alrededor de ella. Esta afirmación fue considerada como una ley real durante muchos siglos después.
Destacó por alla en el siglo XVI uno de los pioneros de la física y claramente el antecedente de la física moderna. Su nombre Galileo Galilei. A él le debemos grandes estudios sobre el movimiento de los astros, y ya por entonces comenzó a utilizar los primeros telescopios que se inventaban en el mundo. Tantos siglos atrás, Galileo observó por primera vez los satélites que giran entorno a Júpiter. Lo que demostraba, según el modelo heliocéntrico de Copernico que no todos los astros giraban alrededor de la tierra, lo que dejaba de forma más probable a la tierra como el elemento que giraba entorno al sol.
Otro impulsor de la física y antecedente de la física moderna fue sin duda Isaac Newton, cuya obra “philosophiae naturalis” de 1687 marcó un hito en la historia de la física describiendo las leyes de la dinámica más conocidas hoy en día como las “leyes de Newton”.

La importancia de la física en el mundo moderno


La  es la segunda, luego de la matemática, en lo relativo a la pureza de sus principios. Esta disciplina describe el funcionamiento del mundo  a través de fórmulas de matemática aplicada. Estudia las fuerzas fundamentales del universo y cómo interactúan con la materia, observando , desde galaxias y planetas hasta átomos y quarks, y todo aquello que se encuentra en el medio. La química es esencialmente física aplicada y la biología es esencialmente química aplicada. La teoría de la física es responsable de los grandes descubrimientos en el campo de la electrónica que generaron los avances en las  modernas y los medios electrónicos.

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Magnitud, Medición, Unidades fundamentales y derivadas de la física 


  • Magnitud: Es toda propiedad de los cuerpos que se puede medir. Por ejemplo: temperatura, velocidad, masa, peso, etc.
  • Medir: Es comparar la magnitud con otra similar, llamada unidad, para averiguar cuántas veces la contiene.
  • Unidad: Es una cantidad que se adopta como patrón para comparar con ella cantidades de la misma especie. Ejemplo: Cuando decimos que un objeto mide dos metros, estamos indicando que es dos veces mayor que la unidad tomada como patrón, en este caso el metro.

Las magnitudes fundamentales son aquellas magnitudes físicas elegidas por convención que permiten expresar cualquier magnitud física en términos de ellas. Gracias a su combinación, las magnitudes fundamentales dan origen a las magnitudes derivadas. Las siete magnitudes fundamentales utilizadas en física adoptadas para su uso en el Sistema Internacional de Unidades son la masa, la longitud, el tiempo, la temperatura, la intensidad luminosa, la cantidad de sustancia y la intensidad de corriente.


Una vez definidas las magnitudes que se consideran básicas, las demás resultan derivadas y se pueden expresar como combinación de las primeras.

Las unidades derivadas se usan para las siguientes magnitudes: superficie, volumen, velocidad, aceleración, densidad, frecuencia, periodo, fuerza, presión, trabajo, calor, energía, potencia, carga eléctrica, diferencia de potencial, potencial eléctrico, resistencia eléctrica, etcétera.

Algunas de las unidades usadas para esas magnitudes derivadas son:
  • Fuerza: newton (N) que es igual a kg·m/s²
  • Energía: julio (J) que es igual a kg·m²/s²
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martes, 7 de marzo de 2017



Metodología de la Física General


La metodología de la ciencia física debería ser la que menos problemas planteara por la materia que estudia. En principio, si la manzana de Newton cae al suelo, cae con independencia de las ideologías o intereses de cualquier tipo. Sin embargo, si se analiza con mayor profundidad, se verá que las teorías o conocimiento de física han cambiado a lo largo de la historia y, a veces, negando totalmente la teoría anterior.
Algunas han caído incluso después de miles de años, como la danza de los planetas y el Sol.
La ciencia es un conjunto de conocimientos que obtenemos del mundo en que vivimos, esto quiere decir que el simple conocimiento actual  se entiende como una actitud frente a la interpretación de los fenómenos naturales que ocurren en el universo que nos rodea.
    El hombre ha podido resolver muchos problemas gracias a la ciencia la cual se ha desarrollado gradualmente a través de los siglos, fue evolucionando  de la historia de la humanidad con la participación de muchos hombres y civilizaciones como: Egipcia, Griega, Mesopotámica.
  A todo esto decimos que el método científico es una serie ordenada de procedimientos que hace uso la investigación científica para observar la extensión de nuestros conocimientos.


Cinco pasos del Método Científico:
1) Observación: Consiste en la recopilación de hechos acerca de un problema o fenómeno natural que despierta nuestra curiosidad, las observaciones deben ser lo mas claras y numerosas posibles porque han de servir como base de partida para la solución.
2) Hipótesis: Es la explicación ante el hecho observado. Consiste en que nos proporcione una interpretación de los hechos que disponemos, debe ser puesta a prueba por observaciones y experimentos posteriores. El objeto de una buena hipótesis consiste solamente en darnos una explicación para estimularnos a hacer mas experimentos y observaciones.
3) Experimentación: Consiste en la verificación de la hipótesis, determina la validez  de las posibles explicaciones dadas, y decide que una hipótesis se acepte o se deseche.
4) Teoría: Es una hipótesis en la cual se han relacionado una gran cantidad de hechos acerca del mismo fenómeno. Hipótesis en la cual se consideran mayor numero de hechos, en la cual la explicación tiene mayor probabilidad de ser comprobada positivamente.
5) Ley: Es un conjuntos de hechos derivados, observaciones y experimentos debidamente reunidos, clasificados e interpretados que se consideran demostrados. Nos permite predecir el desarrollo y evolución de cualquier fenómeno natural.



Principales Rasgos que distinguen al método científico:

a) Objetividad:  Se intenta obtener un  conocimiento que concuerde con la realidad del objeto,  que lo describa, o explique tal cual es y no como deceariamos que fuese. Se deja a un lado lo objetivo, lo que se siente o presiente.
b) Racionalidad: La ciencia que utiliza la razón como arma esencial  para llegar a sus resultados. Aleja a la ciencia de la religión y de todos los sistemas donde aparecen elementos no racionales o donde se apela a principios explicativos extras o sobrenaturales.
c) Inventividad: Es inventivo porque se requiere poner en juego la creatividad y la imaginación, para plantear problemas, establecer hipótesis, resolverlas y comprobarlas. Significa que para extender nuestros conocimientos se requiere descubrir nuevas verdades el método nos da reglas y orientaciones pero no son infalibles.
d) Sistematicidad: La ciencia es sistemática, organizada en sus búsquedas y en sus resultados. Se preocupa por construir sistemas de ideas organizadas  coherentes e incluir todo conocimiento parcial en conjuntos más amplios.
e) Generalidad: La preocupación científica no es tanto a ahondar y completar el conocimiento de un solo objeto individual sino lograr que cada conocimiento parcial sirva como puente  para alcanzar una comprensión de mayor alcance.
f) Falibilidad: La ciencia es uno de los pocos sistemas  elaborados por el hombre donde se reconoce explícitamente la propia posibilidad de equivocación, de cometer errores.
g) Verificabilidad:  Es la confirmación  o rechazo de la hipótesis. Se verifican o se rechazan las hipótesis por medio del método experimental.
h) Perfectibilidad: Significa que el método es susceptible  de ser modificado, mejorado o perfeccionado.

Division de la Fisica


La Física se divide para su estudio en dos grandes grupos: la Física Clásica y la Física Moderna.
La primera estudia todos aquellos fenómenos en los cuales la velocidad es muy pequeña comparada con la velocidad de propagación de la luz.
La segunda se encarga de todos aquellos fenómenos producidos a la velocidad de la luz o con valores cercanos a ella. Esto es debido a que la física clásica no describe con precisión los fenómenos que se suceden a la velocidad de la luz. En la física moderna también se estudian los fenómenos subatómicos.

La Física Clásica se compone de:
  • 1. MECÁNICA: Es la parte de la física clásica que estudia las fuerzas)
    • 1 a.- Estática: Estudia las fuerzas en cuerpos en reposo y en equilibrio, respecto a determinado sistema de referencia.
    • 1 b.- Dinámica: Estudia las fuerzas como causa del movimiento de los cuerpos)
    • 1 c.- Cinemática: Estudia los movimientos de los cuerpos sin tener en cuenta la causa.
  • 2. TERMODINÁMICA (Fenómenos térmicos)
  • 3. ELECTROMAGNETISMO (Interacción de los campos eléctricos y magnéticos)
  • 4. ÓPTICA (Fenómenos relacionados con la luz)
  • 5. ACUSTICA: (Sonido y fenómeno de la audición)
  • 6. ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO (Estudia las cargas eléctricas y magnéticas)


La Física Moderna se divide en:
  • A. FISICA CUÁNTICA: (Energía formada de "cuantos")
  • B. FISICA RELATIVA :(Materia y energía son dos entidades relativas)


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