Cantidades Fisicas

CANTIDADES FÍSICAS.

En el estudio de la FÏSICA se requiere conocer los tipos de cantidades físicas con las que trabajaremos, pues de eso depende su buen manejo.

Las cantidades físicas llamadas ESCALARES, son aquellas que quedan perfectamente definidas especificando solo un número y sus unidades respectivas, no se requieren mas datos para saber de que se trata, por ejemplo: una longitud (10m) una temperatura (25°C), el tiempo ( 13horas ).

Las cantidades físicas conocidas como VECTORIALES, son aquella que además de un número y sus unidades, requiere de especificar también su dirección y su sentido.

Por ejemplo, si te sitúas en medio del cruce de dos calles y se te da la orden de que te desplaces 20m (obviamente no sabrás que hacer y preguntarás sobre que avenida te desplazarás) aun cuando te especifiquen la línea de acción, esta tiene dos sentidos y antes de ejecutar la acción te tendrán que especificar el sentido sobre el cual te deslazarás los 20m.

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En conclusión una cantidad vectorial queda completamente definida si se especifica su magnitud, su dirección (línea de acción) y su sentido.

Ejemplos: la Fuerza, el desplazamiento, la velocidad.

El estudio de las cantidades vectoriales es de suma importancia ya que es una herramienta que nos permite el acceso a otros conocimientos tales como entender el funcionamiento de una pala mecánica, el de una grúa, el de las vigas metálicas de una estructura de construcción, así como también el comportamiento de un cuerpo en movimiento, y el fenómeno del Magnetismo.

Por estas razones es indispensable empezar el estudio de estas cantidades, conocer sus características, los diferentes tipos y el Algebra vectorial.

Se llama VECTOR a la representación gráfica de una cantidad vectorial, un vector es un segmento de recta dirigido (una flecha)

Línea de acción

Magnitud sentido

Θ ángulo director

El ángulo director (Θ) es aquel que nos indica la dirección (línea de acción) y el sentido del vector.

Para esto es necesario trazar los vectores sobre un sistema de referencia, emplearemos el sistema de ejes cartesianos ya conocido por los estudiantes de este nivel, recordemos que consisten de dos ejes perpendiculares entre sí formando cuatro cuadrantes ( eje de las “x” o abscisas y el eje de las “y” o de las ordenadas)

90°

180° 0°

360°

270°

NOTACIÓN VECTORIAL

Es la forma de denotar o identificar a una cantidad vectorial, entre las formas más comunes tenemos:

El poner las letra “negritas” a, F, S, M.

La manera mas común es el poner una pequeña flecha por encima de la letra.

F ( leeremos el vector F)

Si solo escribimos F (leeremos, la magnitud del vector F).

Es decir si escribimos la letra sin la flecha arriba solo nos referimos a la magnitud del vector. Ejemplos.

a ( el vector a ), a ( la magnitud del a )

S ( el vector S ), S ( la magnitud del S ).

Así entonces para representar gráficamente un vector requerimos de su magnitud y su ángulo director, por ejemplo.

Representar F = 100N ∟30°.

Para representar la magnitud del vector se requiere del empleo de una escala.

Escala 1cm = 10N ( el vector medirá 3cm )

F

30°

TIPOS DE VECTORES.

Los vectores por sus características se clasifican en:

Vectores libres. Son aquellos que se pueden trasladar paralelamente a su línea de acción, sin cambie su efecto. Por ejemplo el desplazamiento en una carrera de 100m.

S

S

Vectores deslizantes. Son aquellos vectores que pueden cambiar su punto de aplicación sobre su misma línea de acción sin que cambie su efecto. Como la Fuerza al empujar o jalar.

F F

Vectores Fijos. Son los vectores que no puede cambiar su punto de aplicación porque cambia su efecto. La fuerza en algunos casos se comporta de esta manera, por ejemplo en cuerpos elásticos, las deformaciones que causa, son diferentes al cambiar su punto de aplicación.

SISTEMAS DE VECTORES. Los sistemas de vectores reciben el nombre de acuerdo a la relación entre sus líneas de acción, así tenemos:

Sistemas Colineales. Son aquellos en el que los vectores tienen la misma línea de acción.

V1 V2 V3

Sistemas Paralelos. En el que los vectores tienen sus líneas de acción paralelas.

S1

S2

S3

Sistemas concurrentes. Las líneas de acción concurren en un punto común.

F1

F2

F3

Sistemas Arbitrarios. Sus líneas de acción no tienen nada en común.

Una vez que ya conocemos las características y la forma en que se agrupa los vectores, ahora debemos aprender las operaciones fundamentales con este tipo de cantidades, lo que se conoce como el Algebra vectorial y comenzaremos con la suma.

MÉTODOS GRÁFICOS Y ANALÍTICOS PARA SUMAR VECTORES.

Método de triángulo.

Para sumar vectores por el método gráfico del triángulo se procede de la siguiente manera.

1.-Dados los vectores, se elige una escala adecuada.

2.-Sobre un sistema de ejes cartesianos se traza el primer vector.

3.-Partiendo del extremo del primer vector, se traza el segundo vector (uno a continuación del otro)

4.-El vector suma o resultante se traza partiendo del origen del primer vector al extremo del segundo. (formando un triángulo)

5.-Haciendo referencia a la escala se determina la magnitud de la Resultante y midiendo con un transportador se determina el ángulo

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