1) ¿Qué es la física?
La física es la ciencia que trata de explicar a través del razonamiento lógico
nuestro universo y sus componentes (energía, materia, espacio-tiempo y las
fuerzas que interactúan o se relacionan con estos). Esto lo hace a través de
teorías que son expresadas en conceptos, ecuaciones y modelos matemáticos
usando el método científico, por lo tanto estas pueden ser refutadas o cambiadas
con el pasar del tiempo.
2) Importancia de la física como ciencia.
La física es muy importante ciencia, por un lado nos permite desarrollar un
pensamiento crítico y la curiosidad por explorar, comprender y saber las leyes de
nuestro universo, mientras que por el otro permite aplicar ese conocimiento obtenido
con el fin de mejorar la calidad de vida de los seres humanos, ya que sabiendo
cómo funciona el mundo podemos aprovecharnos de ello innovando con algún
proceso tecnológico, por ejemplo, Las fotocopiadoras y las impresoras, que se
basan en la electrostática y el electromagnetismo.
3) Áreas primordiales de la física
Las áreas primordiales de la física son aquellas que se dedican al estudio de los
fenómenos y conceptos más fundamentales del universo. Algunas de estas áreas
son:
 La mecánica, que estudia el movimiento y el equilibrio de los cuerpos bajo la
acción de las fuerzas
 El electromagnetismo, que estudia la interacción entre las cargas eléctricas
y los campos eléctricos y magnéticos
 La termodinámica, que estudia las transformaciones de la energía térmica y
las leyes que rigen los sistemas macroscópicos en equilibrio
 La óptica, que estudia la naturaleza y el comportamiento de la luz y sus
aplicaciones
 La física nuclear, que estudia la estructura y las propiedades del núcleo
atómico y las reacciones nucleares
 La física cuántica, que estudia el comportamiento de la materia y la energía
a escala atómica y subatómica
4) ¿Qué es un modelo físico? ¿Cuál es su utilidad?
Un modelo físico es una representación simplificada y abstracta de un sistema físico
real o hipotético, que se basa en conceptos, ecuaciones y principios teóricos Un
modelo físico puede tener diferentes propósitos, como describir, explicar, predecir
o controlar el comportamiento de un sistema físico.
Un modelo físico puede ser de dos tipos:
Un modelo matemático, que consiste en un conjunto de símbolos, variables
y relaciones lógicas que describen las características y el comportamiento de un
sistema físico mediante el lenguaje de las matemáticas. Por ejemplo, la ecuación
de Schrödinger es un modelo matemático de la mecánica cuántica.
Un modelo material, que consiste en un objeto o un conjunto de objetos que
imitan o simulan algunos aspectos de un sistema físico más complejo o a diferente
escala. Por ejemplo, una maqueta de un avión es un modelo material de la
aerodinámica
5) Concepto de modelo de partícula, utilidad y ejemplo de su uso.
Un modelo de partícula es una forma de representar una partícula subatómica
usando sus características y comportamiento. Sirve para entender y predecir cómo
se mueven e interactúan las partículas subatómicas en diferentes condiciones. Un
ejemplo de modelo de partícula es el modelo estándar, que es una teoría que
describe las partículas elementales que forman la materia y las fuerzas que las
unen.
Así sería un ejemplo de un modelo de partícula.
6) ¿Qué es un sistema de unidades?
Un sistema de Unidades es un conjunto de unidades de medida consistente,
normalizada y uniforme. En general definen unas pocas unidades de medida a partir
de las cuales se deriva el resto.
7) Factores de conversión entre los diferentes sistemas de unidades. .
Los factores de conversión son operaciones matemáticas que se usan para cambiar
el valor de una magnitud física de un sistema de unidades a otro. Los factores de
conversión se construyen como fracciones que tienen el mismo valor en el
numerador y el denominador, pero expresado en diferentes unidades.
Los factores de conversión sirven para facilitar el cálculo y la comparación de
medidas en diferentes sistemas de unidades, como el sistema internacional (SI), el
sistema métrico decimal, el sistema inglés o anglosajón, el sistema cegesimal
(CGS), etc.
Algunos ejemplos de factores de conversión son:
Para convertir metros (m) a centímetros (cm), se usa el factor de conversión
100 cm / 1 m o 1 m / 100 cm, dependiendo de la dirección de la conversión. Por
ejemplo, para convertir 5 m a cm, se multiplica por 100 cm / 1 m y se obtiene 500
cm. Para convertir 200 cm a m, se multiplica por 1 m / 100 cm y se obtiene 2 m.
Para convertir kilogramos (kg) a libras (lb), se usa el factor de conversión
2.2046 lb / 1 kg o 1 kg / 2.2046 lb, dependiendo de la dirección de la conversión.
Por ejemplo, para convertir 3 kg a lb, se multiplica por 2.2046 lb / 1 kg y se obtiene
6.6138 lb. Para convertir 10 lb a kg, se multiplica por 1 kg / 2.2046 lb y se obtiene
4.5359 kg.
Para convertir grados Celsius (°C) a grados Fahrenheit (°F), se usa el factor
de conversión (9/5) °F / °C + 32 o (5/9) °C / °F - (32/9), dependiendo de la dirección
de la conversión. Por ejemplo, para convertir 20 °C a °F, se multiplica por (9/5) °F /
°C + 32 y se obtiene 68 °F. Para convertir 50 °F a °C, se multiplica por (5/9) °C / °F
- (32/9) y se obtiene 10 °C.
8) Defina cantidades vectoriales y cantidades escalares.
Las cantidades vectoriales son aquellas que se caracterizan por tener una
magnitud, una dirección y un sentido. Estas cantidades se representan por flechas
que indican su longitud y orientación. Las cantidades vectoriales se pueden sumar,
restar y multiplicar por escalares siguiendo ciertas reglas geométricas o algebraicas.
Algunos ejemplos de cantidades vectoriales son el desplazamiento, la velocidad, la
fuerza, el campo eléctrico y el momento angular.
Mientras que las cantidades escalares son aquellas que se caracterizan por
tener solo una magnitud. Estas cantidades se representan por números que indican
su valor y su unidad. Las cantidades escalares se pueden sumar, restar y multiplicar
por otras cantidades escalares siguiendo las reglas de la aritmética. Algunos
ejemplos de cantidades escalares son la distancia, el tiempo, la masa, la
temperatura y la energía.
9) Diferencia entre cantidades vectoriales y cantidades escalaras.
Ejemplos de cada uno.
Una diferencia entre cantidades vectoriales y cantidades escalares es que las
primeras tienen magnitud y dirección, mientras que las segundas solo tienen
magnitud. Por ejemplo, la distancia es una cantidad escalar que se mide con un
número y una unidad, como 5 km, pero el desplazamiento es una cantidad vectorial
que se mide con un número, una unidad y una dirección, como 5 km al norte.
Otra diferencia es que las cantidades escalares se suman o restan
aritméticamente, mientras que las cantidades vectoriales se suman o restan
geométricamente. Por ejemplo, si dos personas caminan 3 km cada una en
direcciones opuestas, la distancia total recorrida es 6 km (suma escalar), pero el
desplazamiento neto es cero (suma vectorial).
Las cantidades escalares se pueden multiplicar o dividir entre sí para formar
otras cantidades escalares, mientras que las cantidades vectoriales solo se pueden
multiplicar o dividir por escalares para formar otras cantidades vectoriales. Por
ejemplo, si un coche recorre 100 km en 2 horas, su rapidez media es de 50 km/h
(división de dos escalares), pero si queremos saber su velocidad media, debemos
conocer también la dirección del desplazamiento (división de un vector por un
escalar).
Otra diferencia es que las cantidades escalares no cambian con el cambio de
sistema de referencia, mientras que las cantidades vectoriales pueden cambiar su
magnitud y dirección según el sistema de referencia elegido. Por ejemplo, la masa
de un objeto es la misma en cualquier sistema de referencia (cantidad escalar), pero
la fuerza que actúa sobre él puede variar según el estado de movimiento del
observador (cantidad vectorial).
10) concepto de posición de una partícula y su importancia.
La posición de una partícula es una magnitud física que indica su localización en
el espacio o en el espacio-tiempo, dependiendo del marco teórico que se utilice.
Para determinar la posición de una partícula se necesita un sistema de referencia,
que es un conjunto de puntos fijos y ejes coordenados que permiten ubicar la
partícula con respecto a ellos. La posición se representa mediante un vector que va
desde el origen del sistema de referencia hasta la partícula.
La importancia del concepto de posición radica en que permite describir el
movimiento de una partícula, es decir, el cambio de su posición en función del
tiempo. El movimiento de una partícula puede ser diferente según el sistema de
referencia que se elija, por lo que se habla de movimiento relativo. El estudio del
movimiento de las partículas es fundamental para comprender los fenómenos
físicos que ocurren en la naturaleza y para aplicarlos a la tecnología y la ingeniería.