Fisica Instituto Tecnologico De Aguascalientes

Contenido

Antecedentes históricos de la mecánica 3

Ubicación de la estática y la dinámica dentro de la mecánica 3

Estática 3

Dinámica 4

El sistema internacional de unidades y notación científica 4

Conversión de unidades y redondeo (cifras significativas) 4

Cifras significativas 6

Notación científica 6

Cantidades vectoriales y escalares 7

Magnitudes 7

Magnitudes escalares 7

Magnitudes vectoriales 7

Antecedentes históricos de la mecánica

La mecánica es la rama de la física que estudia y analiza el movimiento y reposo de los cuerpos, y su evolución en el tiempo, bajo la acción de fuerzas. El conjunto de disciplinas que abarca la mecánica convencional es muy amplio y es posible agruparlas en cuatro bloques principales:

Mecánica clásica Mecánica cuántica

Mecánica relativista Teoría cuántica de campos

La mecánica es una ciencia perteneciente a la física, ya que los fenómenos que estudia son físicos, por ello está relacionada con las matemáticas. Sin embargo, también puede relacionarse con la ingeniería, en un modo menos riguroso. Ambos puntos de vista se justifican parcialmente ya que, si bien la mecánica es la base para la mayoría de las ciencias de la ingeniería clásica, no tiene un carácter tan empírico como éstas y, en cambio, por su rigor y razonamiento deductivo, se parece más a la matemática.

La mecánica clásica está formada por áreas de estudio que van desde la mecá- nica del sólido rígido y otros sistemas mecánicos con un número finito de grados de libertad, como la mecánica de medios continuos (sistemas con inifinitos grados de libertad). Existen dos formulaciones diferentes, que difieren en el grado de formalización para los sistemas con un número finito de grados de libertad:

Mecánica newtoniana. Dio origen a las demás disciplinas y se divide en varias de ellas: la cinemática, estudio del movimiento en sí, sin atender a las causas que lo originan; la estática, que estudia el equilibrio entre fuerzas y la dinámica que es el estudio del movimiento atendiendo a sus orígenes, las fuerzas.

Mecánica analítica, una formulación matemática muy potente de la mecánica newtoniana basada en el principio de Hamilton, que emplea el formalismo de variedades diferenciables, en concreto el espacio de configuración y el espacio fásico.

Aplicados al espacio euclídeo tridimensional y a sistemas de referencia inerciales, las tres formulaciones son básicamente equivalentes.

Ubicación de la estática y la dinámica dentro de la mecánica

Estática

La estática es la rama de la mecánica clásica que analiza las cargas (fuerza, par / momento) y estudia el equilibrio de fuerzas en los sistemas físicos en equilibrio estático, es decir, en un estado en el que las posiciones relativas de los subsistemas no varían con el tiempo. La primera ley de Newton implica que la red de la fuerza y el par neto (también conocido como momento de fuerza) de cada organismo en el sistema es igual a cero. De esta limitación pueden derivarse cantidades como la carga o la presión. La red de fuerzas de igual a cero se conoce como la primera condición de equilibrio, y el par neto igual a cero se conoce como la segunda condición de equilibrio.

Dinámica

La dinámica es la parte de la física que describe la evolución en el tiempo de un sistema físico en relación con las causas que provocan los cambios de estado físico y/o estado de movimiento. El objetivo de la dinámica es describir los factores capaces de producir alteraciones de un sistema físico, cuantificarlos y plantear ecuaciones de movimiento o ecuaciones de evolución para dicho sistema de operación.

El estudio de la dinámica es prominente en los sistemas mecánicos (clásicos, relativistas o cuánticos), pero también en la termodinámica y electrodinámica.

El sistema internacional de unidades y notación científica

Conversión de unidades y redondeo (cifras significativas)

Dimensiones fundamentales y derivadas

El Sistema Internacional de Unidades se basa en dos tipos de magnitudes físicas, las siete que toma como fundamentales:

Longitud, tiempo. masa, intensidad de corriente eléctrica, temperatura, cantidad de sustancia, intensidad luminosa. Y las derivadas, que son las restantes y que pueden ser expresadas con una combinación matemática de las anteriores.

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 más frecuentes son: superficie, volumen, velocidad, aceleración, densidad, frecuencia, periodo, fuerza, presión, trabajo, calor, energía, potencia, carga eléctrica, diferencia de potencial, potencial eléctrico, resistencia eléctrica, etcétera.

Sistemas de unidades: CGS, MKS, SI, Inglés

Un sistema de unidades es un conjunto consistente de unidades de medida.

Definen un conjunto básico de unidades de medida a partir del cual se derivan el resto. Existen varios sistemas de unidades:

Sistema Internacional de Unidades o SI: Es el sistema más usado. Sus unidades básicas son: el metro, el kilogramo, el segundo, el ampere, el kelvin, la candela y el mol.

Sistema Métrico Decimal: Primer sistema unificado de medidas.

Sistema Cegesimal o CGS: Denominado así porque sus unidades básicas son el centímetro, el gramo y el segundo.

Sistema Técnico de Unidades: Derivado del sistema métrico con unidades del anterior, actualmente este sistema está en desuso.

1. Antecedentes históricos 9 de 50

Sistema Inglés: Aún utilizado en los

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