Introdução à Física: Magnitudes, Leis e Unidades

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Definición: 
Formalmente podríamos salir del paso 
diciendo por ejemplo: “Es la 
disciplina que trata de 
explicar los procesos 
fundamentales de la vida 
en base a leyes físicas". 
 3 
Es una vigorosa disciplina que cubre 
áreas extensas del conocimiento que van 
desde los aspectos físicos en la 
descripción molecular de los procesos 
biológicos, al análisis de la organización 
de los seres vivos, pasando por la 
descripción rigurosa de los fenómenos 
fisicoquímicos que ocurren a nivel de las 
células y tejidos, especialmente en el 
caso de las membranas biológicas. 
4 
 
Su campo de acción se potencia con 
la complementariedad de la Biofísica, 
Bioquímica, Biología Celular y 
Molecular en el siglo XX. Se van 
asociando también a disciplinas de 
contenido puramente biológico como 
la Genética, Biología del Desarrollo y 
Ecología. 
 
 
 Es la operación que permite expresar una 
propiedad o atributo físico en forma numérica. 
 
MAGNITUDES. 
 
 Aquella propiedad o aspecto observable que 
se puede medir, es decir que podemos 
atribuirle un valor numérico. 
Ej: La longitud, masa, tiempo, volumen, 
fuerza, velocidad, cantidad de materia, etc. 
7 
 Se denominan magnitudes a ciertas 
propiedades o aspectos observables de 
un sistema físico que pueden ser 
expresados en forma numérica. 
 
 En otros términos, las magnitudes son 
propiedades o atributos medibles. 
 Cantidad se refiere al valor que 
toma una magnitud dada en un 
cuerpo o sistema concreto; la 
longitud de esta mesa, la masa de 
aquella moneda, el volumen de ese 
lapicero, son ejemplos de 
cantidades . 
 
 Para la física , en su calidad 
de ciencias experimentales, la 
medida constituye una 
operación fundamental. 
 
 
 Sus descripciones del mundo físico 
se refieren a magnitudes o 
propiedades medibles. 
 
 La belleza, sin embargo, no es una magnitud, 
entre otras razones porque no es posible 
elaborar una escala y mucho menos un 
aparato que permita determinar cuántas 
veces una persona o un objeto es más bello 
que otro. 
 
 La sinceridad o la amabilidad tampoco lo son. 
Se trata de aspectos cualitativos porque 
indican cualidad y no cantidad. 
 
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 PRIMERA LEY: DE LA INERCIA. 
 Todo cuerpo en reposo tiende a permanecer en reposo 
y un cuerpo en movimiento tiende al movimiento 
rectilíneo uniforme. 
 
 SEGUNDA LEY: DE LA MASA. 
 
 Un cambio en la velocidad de un cuerpo 
(aceleración) dependerá directamente de la 
fuerza aplicada e inversamente de su masa 
(inercia). 
 |F| = m|a| |a| = _1_ x |F| 
 m 
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 TERCERA LEY: ACCION Y REACCION 
Si un cuerpo ejerce una fuerza sobre 
otro, el segundo ejerce una fuerza de 
igual magnitud pero con sentido y 
dirección opuestos 
 
 
 La forma más sencilla de aplicar estos conceptos es 
analizando el movimiento en una sola dimensión, de 
modo de observar las relaciones entre tiempo y distancia 
y comprender los conceptos velocidad y aceleración 
Una cantidad de referencia se 
denomina unidad y el sistema 
físico que encarna la cantidad 
considerada como una unidad se 
denomina patrón. 
 
 
 Pueden ser: 
› Fundamentales. 
›Derivadas. 
17 
 Consideramos magnitudes fundamentales 
aquellas que no dependen de ninguna otra 
magnitud y que, en principio se pueden 
determinar mediante una medida directa. 
M. Fundamentales: 
Longitud. 
Masa. 
Tiempo. 
Intensidad de corriente eléctrica. 
Temperatura absoluta. 
Intensidad luminosa. 
Cantidad de materia. 
 
18 
 Aquellas que derivan de las 
fundamentales y se pueden 
determinar a partir de ellas utilizando 
las expresiones adecuadas. 
 
19 
 Volúmen. 
 Densidad. 
 Presión. 
 Velocidad. 
 Aceleración. 
 Energía. 
 Fuerza. 
20 
 Cuando se ha definido el conjunto de magnitudes 
fundamentales y sus unidades correspondientes, se 
dispone entonces de un sistema de unidades. 
 Así, ahora una medida queda expresada por 
 una parte numérica 
 una parte literal (una letra) que indica la 
unidad correspondiente. 
 Ej: 2,45 m; 3 h; 30 kg de carne magra, etc. 
 Algunos sistemas de unidades son: 
 Sistema Internacional. (el que usaremos) 
 M.K.S. Técnico 
 C.G.S. SI SIMELA 
 
21 
 En las ciencias físicas tanto las leyes como 
las definiciones relacionan 
matemáticamente entre sí grupos, por lo 
general amplios, de magnitudes. 
 
 Por ello es posible seleccionar un conjunto 
reducido pero completo de ellas de tal 
modo que cualquier otra magnitud pueda 
ser expresada en función de dicho 
conjunto. 
 
UNIDADES NOMBRE SIMBOLO 
Longitud metro m 
Masa kilogramo kg 
Tiempo segundo s 
Corriente elect. ampere A 
Temperatura kelvin K 
Cantidad de sustancia mol mol 
Intensidad luminosa candela cd 
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Unidad de Longitud: El metro 
(m) es la longitud recorrida por 
la luz en el vacío durante un 
período de tiempo de 1/299 
792 458 s. 
 
 Unidad de Masa: El kilogramo (kg) es la masa 
del prototipo internacional de platino iridiado 
que se conserva en la Oficina de Pesas y 
Medidas de París. 
 
 Unidad de Tiempo: El segundo (s) es la 
duración de 9 192 631 770 períodos de la 
radiación correspondiente a la transición 
entre dos niveles fundamentales del átomo 
Cesio 133. 
 
 VELOCIDAD: m/seg 
 ACELERACIÓN: m/seg2 
 FUERZA: (N)= kg.m/seg2 
 PRESIÓN: N/m2 
 SUPERFICIE: m2 
 VOLUMEN: m3 
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Las unidades, como cantidades de 
referencia a efectos de comparación, 
forman parte de los resultados de las 
medidas. 
 
Cada dato experimental se acompaña de 
su error o, al menos, se escriben sus cifras 
de tal modo que reflejen la precisión de 
la correspondiente medida. 
 
ERRORES SISTEMÁTICOS 
Influencia de una única forma ya sea 
por exceso o bien por defecto. 
 Por calibración del instrumento. 
 Por condiciones experimentales 
inadecuadas. 
 Por técnicas imperfectas de 
medición. 
 Por el uso de fórmulas incorrectas. 
 
 
 
 Son los que se producen por factores imposibles 
de predecir o controlar. 
 
 Este tipo de error pueden disminuirse realizando un 
número apreciable de mediciones y luego hacer 
un tratamiento estadístico de los datos 
 
La notación científica consiste en 
representar un número entero o 
decimal como potencia de diez. 
 
 La distancia media de la tierra al Sol que es de 149,597, 870,700 
metros, expresada en notación científica queda 149.58 x 109 
metros. 
 El tamaño del átomo de hidrógeno es de 0.0000000001 metros, en 
notación científica este tamaño se expresa como 1 x 10-10 metros. 
 El peso de un átomo de hidrógeno es de 1.7 x 10-27 kg; es decir que 
hay 26 ceros después del punto decimal y luego el número 17. 
 El número 15,648,723 en notación científica es 15.65 x 106 
 El número 0.000000000365478 en notación científica es 3.65 x 10-10 
 Diámetro terrestre 12.76 x 103 Km 
 Velocidad a la que gira la tierra 100.8 x 103 Km 
 Revoluciones del motor de un auto sin acelerar es de 2, 000 
revoluciones por minuto o 2 x 103 RPM 
 Tamaño de un virus en la fiebre aftosa 27 x 10-9 metros 
 Radio de un átomo 0.53 x 10-10 metros. 
 
 
 
34 
35 
 SON AQUELLAS QUE QUEDAN DEFINIDAS 
CON UN NÚMERO Y SUS UNIDADES 
RESPECTIVAS. 
 Ej: 
 LONGITUD: 10 Km. 
 MASA: 2,35 g 
 TIEMPO: 231 s 
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 SON AQUELLAS QUE PARA QUEDAR 
PERFECTAMENTE DEFINIDAS, SE 
NECESITAN OTROS ELEMENTOS QUE 
VEREMOS A CONTINUACIÓN… 
 
 Son magnitudes vectoriales: 
Fuerza. Velocidad. Aceleración. 
Posición. 
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 INTENSIDAD 
 DIRECCIÓN 
 SENTIDO 
 PUNTO DE 
APLICACIÓN 
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 DEFINICIÓN: TODO 
AQUELLO CAPAZ 
DE MODIFICAR EL 
ESTADO DE 
REPOSO O 
MOVIMIENTO DE 
UN CUERPO O DE 
PROVOCAR SU 
DEFORMACIÓN. 
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 La intensidad de una fuerza es la longitud 
del segmento que la representa. 
 Es proporcional a la magnitud del vector: 
Ej: si unmóvil se mueve a una V1=10 m/seg y 
otro a V2= 20m/seg el primero debe tener 
la mitad de la longitud del segundo. 
 Que 2 fuerzas tengan la misma intensidad 
no significa que sean iguales ya que 
pueden diferir en otros elementos. 
41 
42 
Fuerzas de igual intensidad pero 
direcciones o sentidos 
diferentes. 
Fuerzas de la misma dirección y 
sentido, pero diferentes 
intensidades 
 La dirección de 
una fuerza es la 
recta sobre la que 
esta dibujada o 
cualquiera de sus 
paralelas. 
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Las 3 fuerzas son iguales al tener 
la misma intensidad, sentido y 
dirección. 
 El sentido de una 
fuerza es el 
indicado por la 
flecha. 
 El punto de 
aplicación es el 
punto sobre el cuál 
se aplica la fuerza. 
Coincide con el 
origen del vector. 
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Fuerzas de sentidos contrarios. 
 Si sobre un cuerpo 
actúan varias 
fuerzas, ellas se 
pueden reemplazar 
por una sola 
equivalente a todas 
(Fuerza Resultante). 
R= F1+F2+F3+… 
R=∑ Fi 
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 Si el valor de la 
Fuerza Resultante es 
cero, no hay una 
fuerza neta 
actuando ya que 
todas las presentes 
se anulan. 
 En tal caso, decimos 
que el cuerpo 
puede estar en 
equilibrio. 
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F1 
F2 
F
1 
En este caso, F1 y F2 se anulan, no 
así P. Por lo tanto, el cuerpo no se 
encuentra en equilibrio y tiende a 
desplazarse hacia 
La suma de todas las fuerzas aplicadas a un cuerpo 
es cero (se anulan entre ellas). 
 ∑ Fi = 0 
 
 Esta es la primera condición necesaria para que un 
cuerpo se encuentre en equilibrio. 
 O lo mismo: 
 
 ∑ Fx = 0 y ∑ Fy = 0 
 
 
Que corresponde a las condiciones de equilibrio para 
que no haya movimiento en la dirección x ni en y. 
(Cuando las fuerzas son concurrentes) 
 
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 Si en el ejemplo, F1=F2, la 
1° condición de equilibrio 
es: 
 F2 – F1=0 
 Sin embargo, vemos que 
el cuerpo no está en 
equilibrio, sino que tiende 
a girar en sentido horario. 
Para este tipo de sistemas 
(Fuerzas no 
concurrentes), no basta 
con la 1° condición de 
equilibrio. 
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 Vamos a definir el Momento (M) de una 
Fuerza (F) con respecto a un punto a 
como: 
 Ma = F. d┴ 
 
 Donde d┴ es la distancia perpendicular 
de la recta de acción de la Fuerza al 
punto a. 
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Para garantizar que un cuerpo se 
encuentra en equilibrio estático, 
debemos plantear además de la 1° 
condición de equilibrio, una 2° 
condición: 
La suma de los momentos con respecto a 
un punto cualquiera debe ser cero. 
S Mo = 0 
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 El concepto de potencia puede emplearse para 
nombrar a la cantidad de trabajo que se 
desarrolla por una cierta unidad de tiempo. 
Puede calcularse, en este sentido, dividiendo la 
energía invertida por el periodo temporal en 
cuestión. En el lenguaje coloquial, potencia es 
sinónimo de fuerza o poder. 
 
Mecánica, por su parte, es algo que ejerce un 
mecanismo o aquello que puede provocar 
diversos efectos físicos, como una erosión o un 
choque. También se trata de la rama de 
la física dedicada a estudiar el movimiento y el 
equilibrio de los cuerpos que se someten a una 
fuerza 
 
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http://definicion.de/potencia/
http://definicion.de/fuerza
http://definicion.de/fisica
 Estado de inmovilidad de un cuerpo 
sometido a dos o más fuerzas de la 
misma intensidad que actúan en sentido 
opuesto, por lo que se contrarrestan o 
anulan. 
 Estado de inmovilidad de un cuerpo, 
sometido únicamente a la acción de la 
gravedad, que se mantiene en reposo 
sobre su base o punto de sustentación. 
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 En mecánica clásica, se dice que 
una fuerza realiza trabajo cuando altera el estado 
de movimiento de un cuerpo. El trabajo de la 
fuerza sobre ese cuerpo será equivalente a 
la energía necesaria para desplazarlo1 de manera 
acelerada. 
 El trabajo es una magnitud física escalar que se 
representa con la letra W (del inglés Work) y se 
expresa en unidades de energía, esto es 
en julios o joules (J) en el Sistema Internacional de 
Unidades. 
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https://es.wikipedia.org/wiki/Mec%C3%A1nica_cl%C3%A1sica
https://es.wikipedia.org/wiki/Fuerza
https://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa
https://es.wikipedia.org/wiki/Desplazamiento_(vector)
https://es.wikipedia.org/wiki/Trabajo_(f%C3%ADsica)
https://es.wikipedia.org/wiki/Magnitud_f%C3%ADsica
https://es.wikipedia.org/wiki/Escalar_(f%C3%ADsica)
https://es.wikipedia.org/wiki/Julio_(unidad)
https://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Internacional_de_Unidades
https://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Internacional_de_Unidades
 TRABAJO NETO.- Se habla de trabajo neto cuando 
sobre un cuerpo actúan varias fuerzas. 
 TRABAJO ACTIVO.- Es el realizado por la resultante 
de las fuerzas activas. Una partícula es 
considerada activa cuando su dirección forma un 
ángulo agudo con la del desplazamiento. Esto 
determina que aumente la rapidez de 
la partícula cuando esta aplicada. 
 TRABAJO RESISTIVO.- Es el trabajo realizado por la 
resultante de las las fuerzas resistivas. Una fuerza es 
resistiva cuando su dirección forma un ángulo 
obtuso con la del desplazamiento esto determina 
que disminuya la rapidez de la partícula a la cual 
esta aplicada. 
 
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 Capacidad que tiene la materia de 
producir trabajo en forma de 
movimiento, luz, calor, etc. 
 
 Capacidad y fuerza para actuar física o 
mentalmente. 
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 Energía eléctrica 
 Energía lumínica 
 Energía mecánica 
 Energía térmica 
 Energía eólica 
 Energía solar 
 Energía nuclear 
 Energía cinética 
 Energía potencial 
 Energía química 
 Energía hidráulica 
 Energía sonora 
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 Capacidad para realizar o cumplir 
adecuadamente una función. 
 "la eficiencia en el trabajo es 
fundamental; el objetivo final del 
entrenamiento era mejorar la eficiencia 
del sistema cardiorrespiratorio" 
 
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 El fenómeno físico que implique 
uncambio de posición respecto del 
tiempo de algún cuerpo se lo conoce 
bajo el nombre de movimiento. 
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