Conceptos Fundamentales de Física y Cinemática Vectorial

Evaluación de Fundamentos de Física y Cinemática

Error sistemático: Tipo de error que se repite en una medición siempre de la misma forma.
Error de medición: Es la diferencia entre los valores medidos y el valor verdadero.
Error relativo: Es el cociente del error absoluto y el valor medio o promedio, sin importar los signos.
Valor medio: Es el valor que más se acerca al verdadero.
Valor verdadero: Es el valor que se obtiene al efectuar una medición, empleando instrumentos perfectos y que no sean afectados por el medio ambiente.
Errores accidentales: Ocurren cuando al efectuar varias veces la misma medición de un objeto se obtienen resultados arriba y abajo del verdadero.

Cantidad física: Se define como todo aquello que se puede medir y que pueden ocurrir variaciones ya sea en aumento o disminución.
Dimensión: Es la naturaleza física de cada una de las cantidades o magnitudes.
Cantidades derivadas: Son cantidades físicas que simplemente se definen por medio de las fundamentales.
Cantidades fundamentales: Son aquellas cantidades que se definen por medio de leyes físicas.
Newton/ $ML/T^2$: Es la dimensión de fuerza.
Joules: Es la unidad de trabajo en el Sistema Internacional (SI).
$MxL^2/T^2$: Es la dimensión del trabajo.
$MxL^2/T^3$: Es la unidad que le corresponde a la potencia.
Kilopound: Unidad de fuerza en el Sistema Técnico.

Física: Ciencia que estudia la materia y la energía.
Física (otra definición): Es la ciencia que se encarga de estudiar los fenómenos naturales, en los cuales no hay cambios en la composición de la materia.
Physike: Vocablo griego que significa naturaleza.
Física moderna: Es aquella que estudia fenómenos en los cuales su velocidad es muy cercana a la de la luz.
Física clásica: Se define como aquella que estudia los fenómenos en los cuales la velocidad es muy pequeña comparada contra la velocidad de la luz.

Mecánica: Rama de la física que estudia el movimiento de los cuerpos.
Electromagnetismo: Rama de la física que estudia los fenómenos eléctricos y magnéticos.
Albert Einstein: Es considerado el físico más destacado en el siglo XX y uno de los más importantes científicos de todos los tiempos.
Newton: Como resultado de sus trabajos fue el descubrimiento de las leyes del movimiento y la gravitación del universo.
Max Planck: Físico alemán quien realizó trabajos sobre la cuantificación de la energía.
Kepler: Sobre las leyes del movimiento de los planetas son aportaciones del alemán.

Sistema de unidades: Es el estudio de un conjunto de unidades fundamentales y derivadas en forma particular.
Mediciones indirectas: Es aquel que requiere de la utilización de fórmulas matemáticas que relacionen cantidades que se pueden medir primero en forma directa.

Notas sobre cuadrantes: Los ángulos en el cuadrante 1 y 3 son positivos mientras que en 2 y 4 negativos y la resultante en c/cuadrante positiva.

Magnitud vectorial: Magnitud que para definirse además de la cantidad y la unidad requiere que se señale su dirección y sentido.
Magnitud escalar: Magnitud que para definirse solo requiere de una expresión numérica seguida de su unidad correspondiente.
VECTOR RESULTANTE: Es el único vector capaz de sustituir a todo un sistema de vectores.
VECTOR RESULTANTE (Definición gráfica): Es la línea que une el origen de todos los vectores con el extremo libre.
DIRECCIÓN: Es la línea sobre la cual el vector está actuando.
SENTIDO: Es el lugar hacia donde el vector estará actuando.

COLINEALES: Sistema de vectores que se tiene cuando dos o más vectores se encuentran en la misma línea de acción o dirección.
ANGULARES (Concurrentes): Sistema de vectores que su dirección o línea de acción se cruza en algún punto, llamado punto de aplicación. A este sistema de vectores también se le llama vectores angulares.

COMPOSICIÓN DE VECTORES: Procedimiento cuando el sistema equivalente tiene un número menor de vectores que el considerado.
DESCOMPOSICIÓN DE VECTORES: Procedimiento que se utiliza cuando el sistema equivalente tiene un número mayor de vectores que el considerado.
ESCALA DE TRABAJO: Se establece para representar un vector en forma gráfica.
Cálculo del Ángulo ($\theta$): $\text{Tan}^{-1}$ es la función que se utiliza para encontrar el ángulo de la resultante en forma analítica en la composición de un vector con ángulos de $90^{\circ}$.

Para sumar dos vectores angulares/concurrentes, se utiliza el método del paralelogramo.

El vector resultante ($\vec{V}_r$) será la línea que une el origen de los vectores con el punto de intersección de los vectores paralelos.
Forma Analítica (Ley de los Cosenos): $$\vec{V}_r = \sqrt{ (F_1)^2 + (F_2)^2 – (2)(F_1)(F_2)(\cos\angle) }$$
- $\cos\angle = \cos(180^{\circ} – \angle)$
Cálculo del Ángulo ($\alpha$) respecto a la horizontal: Se utiliza la Ley de los Senos. $$\alpha = \text{sen}^{-1} \left( \frac{(\text{Cat. op.})(\text{Sen}\beta)}{V_r} \right)$$
- $\text{Sen}\beta = \text{Sen}(180^{\circ} – \angle)$
- El cateto opuesto (Cat. op.) será el que tenga doble dirección.

Para sumar más de dos vectores angulares se utiliza el método del polígono.

El $\vec{V}_r$ será la línea que une el origen con el extremo libre del último vector y su sentido estará dirigido hacia el extremo libre del mismo.
Para la componente en $x$: usar $\cos$.
Para la componente en $y$: usar $\text{sen}$.