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Conceptos Y Definiciones De Física

Integrantes Carrasco Freddy Colmenares Jesús Duarte Lervis Guaramaco Efrain Hernandez Nixon

Las aplicaciones de la física se dan a distintas escalas:

- La física cuántica permite el estudio de las partículas elementales, que nos entregan importante información que podría llegar a explicar el origen del universo y el Big Bang. Este tipo de aplicaciones se llevan a cabo en aceleradores de partículas.

Aplicaciones De la Física

- A una escala intermedia, la física está tras los principales avances tecnológicos; permite diseñar y volar aviones, barcos y autos. Sus principios permiten que nuestras casas sean sólidas y seguras, y además está detrás de todas las estructuras y fábricas que producen lo que necesitamos.

- A una gran escala las aplicaciones físicas tienen que ver con el estudio del universo y las interacciones de grandes cuerpos como planetas y soles.

En resumen, la física y sus aplicaciones se encuentran tras prácticamente todo lo que hacemos hoy en día, ya sea de manera directa o indirecta

Características De La CienciaPredictiva: No solo se queda en la información obtenida a través de la experiencia, sino que trata de figurar una idea de como fue el pasado, y tratar de predecir como será el futuro.

Explicativa: La ciencia trata de explicar los nuevos conocimientos a través de leyes universales ya establecidas, dejando en claro todo tanto en lo experimental como en lo teórico.

Sistemática: Recopila la información utilizando métodos y técnicas, que nos permiten organizarla de manera que podamos obtener resultados acertados.

Metódica: Los científicos no generan los nuevos conocimientos con suerte, planean de forma detallada y organizada la forma como obtendrán lo que están buscando.

Verificable: No solo se queda en el campo teórico, sino que se pueden comprobar nuevas hipótesis mediante la practica experimental.

Especializada: La ciencia como tal, abarca muchos temas de estudio, sin embargo, al momento de crear nuevas hipótesis, leyes o conocimientos científicos, se concentran en temas específicos.

Conceptos Fundamentales De la Físicamagnitud física fundamental es aquella que aparece en la caracterización de un sistema físico con independencia de la teoría física general elegida. Los sistemas físicos presentan cambios a lo largo del tiempo y tienen localización en el espacio.

Energía: La energía total de un sistema puede definirse a partir del objeto fundamental que describe dicho sistema el lagrangiano.

Energía cinética: Casi todos los sistemas físicos constan de partes aislables o localizadas que interactúan entre ellas, la energía cinética es una magnitud asociada al movimiento de cada una de estas partes.

Momento angular: Está asociada a rotaciones, cuando el sistema presenta invariancia bajo transformaciones de rotación entonces puede definirse una ley de conservación del momento angular, asociada al hecho de que cierta magnitud permanece invariable a lo largo de la evolución del sistema.

Momentum: Está asociada a traslaciones, cuando el sistema presenta invariancia bajo traslaciones entonces puede definirse una ley de conservación del momentum, asociada al hecho de que cierta magnitud permanece invariable a lo largo de la evolución del sistema.

Masa: Aunque en mecánica clásica se la trata como una magnitud conservada, su conservación es sólo aproximada, y en el resto de teorías físicas, sólo la masa de las partículas fundamentales parece tener una significación física importante, de hecho, todas las partículas del mismo tipo siempre tienen la misma masa, lo cual se refleja en que el lagrangiano que describe dichas partículas contiene un término asociado a esa masa siempre de la misma forma.

Carga eléctrica: En todos los sistemas físicos conocidos es una magnitud conservada, asociada a cierta simetría interna, no asociada, por tanto, a relaciones puramente geométricas del espacio-tiempo.

Espacio-tiempo: La entidad más importante en física está constituida por las relaciones geométricas y de variación a lo largo del espacio y el tiempo de las propiedades físicas medibles. Todas esas propiedades se comprenden bien introduciendo una entidad abstracta conocida como espacio-tiempo.

Materia: La otra entidad física importante está formada por todos aquellos fenómenos que se propagan, desarrollan o tienen lugar dentro del espacio-tiempo, es decir, todos los fenómenos físicos sometidos a relaciones espacio-temporales. Las manifestaciones físicas dentro del espacio-tiempo se conocen genéricamente como materia. Y existen diversas maneras de modelizar la materia según el tipo de problema físico.

Entidades Físicas

Construcciones teóricas fundamentales

Estado físico: Es el conjunto de magnitudes que se describen maximamente como es o como se comporta un sistema físico en un cierto momento.

Ecuación de movimientos: Los cambios del estado físico a lo largo del tiempo están gobernados por las ecuaciones de movimiento o leyes de evolución temporal. Establecer las leyes de evolución temporal requiere hacer algunas observaciones experimentales sobre como se comporta un sistema, y teorizar sobre la existencia de ciertos invariantes, para poder construir el llamado lagrangiano, a partir del cual se pueden derivar mediante las ecuaciones de Euler-Lagrange las ecuaciones del movimiento.

Lagrangiano: Es el objeto físico fundamental que permite describir como se cambiará el estado físico de un sistema a medida que evolucione en el tiempo. La construcción de un lagrangiano adecuado para un sistema físico no es trivial. Modernamente es común postular diferentes formas de lagrangianos y ver cuales son las consecuencias físicas que se derivan de una y otra forma, lo cual permite decidir, mediante la observación qué lagrangianos pueden describir adecuadamente ciertos sistemas. Acción: Es un escalar que resulta de la integración del lagrangiano

sobre una subregión de una variedad o subvariedad invariante para cualquier observador. En mecánica clásica para problemas con un número finito de grados de libertad esta subvariedad de integración es unidimensional (tiempo), mientras que para sistemas con un número no finito de grados de libertad se requiere una integración sobre una región del espacio-tiempo de volumen no nulo. Básicamente la acción y el lagrangiano contienen el mismo tipo de información sobre un sistema físico.

Ley de conservación: Cuando el lagrangiano o las ecuaciones de movimiento presentan cierta propiedad de simetría o invariancia bajo un conjunto de transformaciones, siempre puede identificarse alguna magnitud física que permanece invariante a lo largo de la evolución temporal del sistema.

¿Cómo Pueden Ser las Mediciones?Medición directa:La medida o medición diremos que es directa, cuando se obtiene con un instrumento de medida que compara la variable a medir con un patrón. Así, si deseamos medir la longitud de un objeto, se puede usar un calibrador. Obsérvese que se compara la longitud del objeto con la longitud del patrón marcado en el calibrador, haciéndose la comparación distancia-distancia.

Medidas reproducibles:Son aquellas que al efectuar una serie de comparaciones entre la misma variable y el aparato de medida empleado, se obtiene siempre el mismo resultado. Ejemplo: Si se mide cualquier número de veces un lado de un escritorio, siempre se obtiene el mismo resultado. Las medidas reproducibles son procedimientos no destructivos que además no producen una alteración importante en el sistema físico sujeto a medición.

Medición estadística:Son aquellas que al efectuar una serie de comparaciones entre la misma variable y el aparato de medida empleado, se obtienen distintos resultados cada vez. Ejemplo: Determinar el número de personas que leen este artículo diariamente.Aunque se obtienen resultados diferentes cada día, se puede obtener un valor medio mensual o anual.

Medición indirecta:No siempre es posible realizar una medida directa, porque existen variables que no se pueden medir por comparación directa, es por lo tanto con patrones de la misma naturaleza, o porque el valor a medir es muy grande o muy pequeño y depende de obstáculos de otra naturaleza, etc. Medición indirecta es aquella en la que una magnitud buscada se estima midiendo una o más magnitudes diferentes, y se calcula la magnitud buscada mediante cálculo a partir de la magnitud o magnitudes directamente medidas.

Características De Un patrón De Medida

Un patrón de medidas es el hecho aislado y conocido que sirve como fundamento para crear una unidad de medir magnitudes.Muchas unidades tienen patrones, pero en el sistema métrico sólo las unidades básicas tienen patrones de medidas.Los patrones nunca varían su valor, aunque han ido evolucionando porque los anteriores establecidos eran variables y se establecieron otros diferentes considerados invariables.Ejemplo de un patrón de medida sería: "Patrón del segundo: Un segundo es la duración de 9 192 631 770 oscilaciones de la radiación emitida en la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del isótopo 133 del átomo de cesio (133Cs), a una temperatura de 0 K". Así se puede leer en el artículo sobre el segundo.De todos los patrones del sistema métrico, sólo existe la muestra material de uno, el kilogramo, conservado en la Oficina Internacional de Pesos y Medidas. De ese patrón se han hecho varias copias para distintos países.Un ejemplo de patrones de medida son:-Segundo-Metro-Amperio-Mol-Kilogramo-Kelvin-Candela-Tiempo-Longitud-Intensidad de corriente eléctrica-Cantidad de sustancia-MasaTemperatura-Intensidad luminosa

Clasificación De Las Magnitudes Magnitudes escalares, vectoriales y tensoriales

Las magnitudes escalares: son aquellas que quedan completamente definidas por un número y las unidades utilizadas para su medida. Esto es, las magnitudes escalares están representadas por el ente matemático más simple, por un número. Podemos decir que poseen un módulo, pero que carecen de dirección. Su valor puede ser independiente del observador (v.g.: la masa, la temperatura, la densidad, etc.) o depender de la posición (v.g.: la energía potencial), o estado de movimiento del observador (v.g.: la energía cinética).Las magnitudes vectoriales: son aquellas que quedan caracterizadas por una cantidad (intensidad o módulo), una dirección y un sentido. En un espacio euclidiano, de no más de tres dimensiones, un vector se representa mediante un segmento orientado. Ejemplos de estas magnitudes son: la velocidad, la aceleración, la fuerza, el campo eléctrico, intensidad luminosa, etc.Las magnitudes tensoriales: son las que caracterizan propiedades o comportamientos físicos modelizables mediante un conjunto de números que cambian tensorialmente al elegir otro sistema de coordenadas asociado a un observador con diferente estado de movimiento (marco móvil) o de orientación.

Magnitudes extensivas e intensivas

Magnitud extensiva: Es una magnitud que depende de la cantidad de sustancia que tiene el cuerpo o sistema. Las magnitudes extensivas son aditivas. Si consideramos un sistema físico formado por dos partes o subsistemas, el valor total de una magnitud extensiva resulta ser la suma de sus valores en cada una de las dos partes. Ejemplos: la masa y el volumen de un cuerpo o sistema, la energía de un sistema termodinámico, etc.Magnitud intensiva: Es aquella cuyo valor no depende de la cantidad de materia del sistema. Las magnitudes intensivas tiene el mismo valor para un sistema que para cada una de sus partes consideradas como subsistemas. Ejemplos: la densidad, la temperatura y la presión de un sistema termodinámico en equilibrio.

Representación covariante y contravariante

Las magnitudes tensoriales de orden igual o superior a uno admiten varias formas de representación tensorial según el número de índices contravariantes y covariantes. Esto no es muy importante si el espacio es euclídeo y se emplean coordenadas cartesianas, aunque si el espacio no es euclídeo o se usan coordenadas no cartesianas es importante distinguir entre diversas representaciones tensoriales que físicamente representan la misma magnitud. En relatividad general dado que en general el espacio-tiempo es curvo el uso de representaciones convariantes y cotravariantes es inevitable.

Magnitudes objetivas y no objetivas

Una magnitud se dice objetiva si las medidas de dicha magnitud por observadores diferentes pueden relacionarse de manera sistemática. En el contexto de la mecánica newtoniana se restringe el tipo de observador, y se considera que una magnitud es objetiva si se pueden relacionar sistemáticamente las medidas de dos observadores cuyo movimiento relativo en un instante dado es un movimiento de sólido rígido. Existen buenos argumentos para sostener que una ley física adecuada debe estar formulada en términos de magnitudes físicas objetivas. En el contexto de la teoría de la relatividad la objetividad física se amplia al concepto de covariancia de Lorentz (en relatividad especial) y covariancia general (en relatividad especial).

Sistema Métrico DecimalEl Sistema Métrico Decimal

es un sistema de unidades en el cual los múltiplos y submúltiplos de una unidad de medida están relacionadas entre sí por múltiplos o submúltiplos de 10.

Concepto De VectorEn Física, un vector (también llamado vector euclidiano o vector geométrico) es una herramienta geométrica utilizada para representar una magnitud física definida por su módulo (o longitud), su dirección (u orientación) y su sentido (que distingue el origen del extremo).1 2 3 Los vectores en un espacio euclídeo se pueden representar geométricamente como segmentos de recta dirigidos («flechas») en el plano \R^2 o en el espacio \R^3.En Matemáticas se define un vector como un elemento de un espacio vectorial, esta noción es más abstracta y para muchos espacios vectoriales no es posible representar sus vectores mediante el módulo, la longitud y la orientación (ver espacio vectorial). En particular los espacios de dimensión infinita sin producto escalar no son representables de ese modo.

Componentes De Un VectorUn vector en el espacio euclídeo tridimensional se puede expresar como una combinación lineal de tres vectores unitarios o vectores perpendiculares entre sí que constituyen una base vectorial.

En coordenadas cartesianas, los vectores unitarios se representan por \mathbf{i} \,, \mathbf{j} , \mathbf{k} , paralelos a los ejes de coordenadas x, y, z positivos. Las componentes del vector en una base vectorial predeterminada pueden escribirse entre paréntesis y separadas con comaso expresarse como una combinación de los vectores unitarios definidos en la base vectorial. Así, en un sistema de coordenadas cartesiano.

Estas representaciones son equivalentes entre sí, y los valores ax, ay, az, son las componentes de un vector que, salvo que se indique lo contrario, son números reales.Una representación conveniente de las magnitudes vectoriales es mediante un vector columna o un vector fila, particularmente cuando están implicadas operaciones matrices (tales como el cambio de base), del modo siguiente:Con esta notación

El lema de Zorn, consecuencia del axioma de elección, permite establecer que todo espacio vectorial admite una base vectorial, por lo que todo vector es representable como el producto de unas componentes respecto a dicha base. Dado un vector sólo existen un número finito de componentes diferentes

Importancia De Las Graficas Las graficas son representaciones que se hacen a través de imágenes visuales mas comprensibles de un tema determinado, con ellas podemos ver en escalas de diferentes índoles lo que queremos representar si se puede decir numéricamente, ella nos va a indicar los valores desde los mas altos hasta los mas bajo que queremos expresar, para comprenderlos de una mejor manera. visualmente es la que nos indica el valor o estatus de una cosa