Unidades Básicas

El sistema internacional de unidades se fundamente en siete unidades de base correspondientes a las magnitudes de longitud, masa, tiempo, corriente eléctrica, temperatura, cantidad de materia e intensidad luminosa.



A partir de estas siete unidades de base se establecen las demás unidades de uso práctico, conocidas como unidades derivadas, asociadas a magnitudes tales como velocidad, aceleración, fuerza, presión, energía, tensión, resistencia eléctrica, etc.
El metro (m) se define como la longitud de la trayectoria recorrida por la luz en el vacío en un lapso de 1 / 299 792 458 de segundo. El kilogramo (kg) se define como la masa igual a la del prototipo internacional del kilogramo. El segundo (s) se define como la duración de 9 192 631 770 períodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado base del átomo de cesio 133. El ampere (A) se define como la intensidad de una corriente constante, que mantenida en dos conductores paralelos, rectilíneos, de longitud infinita, de sección circular despreciable, colocados a un metro de distancia entre sí en el vacío, produciría entre estos conductores una fuerza igual a 2 X 10-7 newton por metro de longitud. El kelvin (K) se define como la fracción 1/273,16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua. El mol (mol) se define como la cantidad de materia que contiene tantas unidades elementales como átomos existen en 0,012 kilogramos de carbono 12 (12C). La candela (cd) se define como la intensidad luminosa, en una dirección dada de una fuente que emite una radiación monocromática de frecuencia 540 x 1012 Hz y cuya intensidad energética en esa dirección es de 1/683 wat por esterradián.

Potencia base 10

La notación científica ( notación índice estándar ) es un modo conciso de anotar números enteros mediante potencias de diez , esta notación es utilizada en números demasiado grandes o demasiado pequeños
Es un modo conciso de anotar número enteros mediante potencias de diez, esta notación es utilizada en número demasiado grandes o demasiado pequeños. Por ejemplo:

10^1 = 10
10^2 = 100
10^3 = 1,000
10^6 = 1,000,000
10^9 = 1,000,000,000
10^20 = 100,000,000,000,000,000,000
10^-1 = 1/10 = 0,1
10^-3 = 1/1000 = 0,001
10^-9 = 1/1.000.000.000 = 0,000000001



Siempre que las potencias de 10 sean las mismas, se debe sumar las mantisas, dejando la potencia de 10 con el mismo grado (en caso de que no tengan el mismo exponente, debe convertirse la mantisa multiplicándola o dividiéndola por 10 tantas veces como sea necesario para obtener el mismo exponente):
Ejemplo:
1 × 10⁴ + 3 ×10⁴ = 4 × 10⁴
0.2 × 10⁵ + 3 ×10⁵ = 3.2 × 10⁵

Para sumar y restar dos números (o más) debemos tener el mismo exponente en las potencias de base diez. Tomamos como factor común el mayor y movemos la coma flotante, en los menores, tantos espacios como sea necesario, elevando los correspondientes exponentes hasta que todos sean iguales. Ejemplo:
2 × 10⁴ + 3 ×10⁵ - 6 ×10³ (tomamos el exponente 5 como referencia)
0,2 × 10⁵ + 3 × 10⁵ - 0,06 ×10⁵
3,14 ×10⁵
entonces la notación científica es una manera de recoger todos los 0 en una base 1

Para multiplicar cantidades escritas en notación científica se multiplican las mantisas y se suman los exponentes algebraicamente.
Ejemplo: (4×10^12)×(2×10⁵) =8×10^17

Para dividir cantidades escritas en notación científica se dividen las mantisas y se restan los exponentes (el del numerador menos el del denominador).
Ejemplo: (4×10^12)/(2×10⁵) =2×10⁷

Se eleva la mantisa a la potencia y se multiplican los exponentes.
Ejemplo: (3×10⁶)² = 9×10^12

Movimiento

La rama de la física que se ocupa del estudio del movimiento de un objeto y de la relación de este movimiento con conceptos físicos tales como la fuerza y la masa se llama dinámica. La parte de la dinámica que describe el movimiento, sin considerar sus causas, recibe el nombre de cinemática.

El desplazamiento, la velocidad y la aceleración son conceptos que nos permitirán estudiar el movimiento de los objetos que experimentan una aceleración constante.

El movimiento es el cambio de posición de un cuerpo respecto al espacio y tiempo

Velocidad Media

La velocidad medica, v, se define como el cociente del desplazamiento, Δx, entre el intervalo de tiempo durante el cual se produjo un desplazamiento:

V=Δx/Δt

Las unidades de velocidad media son unidades de longitud divididas entre unidades de tiempo. Esto significa metros entre segundo en el SI.

La velocidad media de un objeto durante el intervalo de tiempo de ti a tf es igual a la pendiente de la línea recta que une los punto inicial y final en una gráfica de la posición del objeto contra el tiempo.

Aceleración

Cuando la velocidad de un objeto cambia con el tiempo, se dice que el objeto experimenta una aceleración.

Supóngase que un automóvil se desplaza a lo largo de una carretera recta. En el tiempo ti, el auto tiene una velocidad vi y en el tiempo tf su velocidad es vf. La aceleración media durante este intervalo de tiempo se define como el cociente del cambio de velocidad entre el intervalo de tiempo durante el cual se produce este cambio:

a=Δv/Δt

La aceleración es una cantidad vectorial con dimensiones de longitud divididas entre el cuadro del tiempo. Las unidades de aceleración común son m/s²

Movimiento Rectilíneo Uniforme

Este tipo de movimiento es en una dirección y sentido
tiene una aceleración constante

Las fórmulas que utilizamos fueron las siguientes:

vm=V

v=ΔX/tpara la velocidad

Xf=xi+v*t para posición

Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado

Aceleración constante

Hemos de quedarnos en casos en los que es contante, en dirección y magnitud, y en consecuencia es igual a am. Entonces, sin importar lo grande que sea Δt a es constante

a=ΔV/Δt

Como esta descripción se restringe al movimiento rectilíneo, el componente escalar de a en la dirección del movimiento es a. Si ponemos en marcha los cronómetros de tal manera que ti=0, el tiempo final, tf, es todo el tiempo del viaje, que representamos ahora como t. Entonces, la ecuación se transforma en

a=Δv/tf

Multiplicamos ambos lados por t y pasamos a vi al otro lado, para llegar a una de las ecuaciones básicas del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.

vf=vi+at

Velocidad media

vit+1/2(Δv)t=(vi-1/2vi+1/2vi)t=1/2(vi+vf)t

Igualando a s lo anterior llegamos al teorema de la rapidez media:

s=1/2(vi+vf)t

Las ecuaciones de aceleración constante

Hay 5 variables en el movimiento acelerado, vi,vf, a, s, y t, y cinco ecuaciones adecuadas que las interrelacionan. Esas ecuaciones para a constante se deducen partiendo de las definiciones básicas de velocidad y aceleración, de modo que en realidad sólo hay dos ecuaciones independientes y dos variables que se pueden despejar. ya tenemos la definición de aceleración

vf=vi+at

velocidad media

Vm=1/2(vf+vi)

tiempo

s=Vmt=1/2(vf+vi)t

y el teorema de la rapidez media

s=1/2(vi+vf)t

Sería conveniente tener la ecuación para s en la que no dependa explícitamente de que puede ser dificil de medir en forma directa. Para deducirla, se sustituye vf en la ecuación por Vf=vi+at

s=1/2[vi+(vi+at)]t=1/2(2vit+at²)

s=vif+1/2at²

El primer término, vit es el valor escalar del desplazamiento, cuando el cuerpo se desliza con su rapidez inicial como si no acelerara. A ese desplazamiento se le suma otro, 1/2at² recorrido cuando aumenta la rapidez a partir de vf.

La última de las 5 ecuaciones que necesitamos relaciona a s,vf,vi y a, independiente del tiempo. Primero se despeja el tiempo de la ecuación vf=vi+at. a continuación se sustituye esto en s=1/2(vi+vf)t, para que ya no aparezca t en forma explicita:

s=(vi+vf/2)(vf-vi/a)=Vf²-vi²/2a

Multiplicando ambios lados por 2a, y sumando vi² en ambos lados se obtiene

vf²=vi²+2as