Dinamica

Explicación

Para el estudio y análisis de los conceptos físicos, se dividen las cantidades físicas en escalares y vectoriales. Una cantidad física escalar es aquella que solamente se indica con una magnitud, que representa una determinada cantidad; mientras que la cantidad física vectorial es aquella definida mediante una magnitud, pero también mediante una dirección. Esto le da la propiedad de “vector”. El vector puede ser representado por una flecha, asociando la longitud a la magnitud de la cantidad y la inclinación (ángulo respecto a una línea de referencia) a la dirección, como se muestra en la siguiente figura:

Algunos ejemplos de cantidades físicas escalares son: masa, tiempo, distancia, rapidez, corriente eléctrica, energía, densidad, potencia; y algunos ejemplos de cantidades físicas vectoriales son: desplazamiento, velocidad, aceleración, fuerza, impulso, cantidad de movimiento.

Las operaciones más comunes con vectores son las siguientes:

a. Suma y resta de vectores

b. Multiplicación de un vector por un escalar

c. División de un vector entre un escalar

Para mayor detalle del tema de vectores, lee el capítulo 3 del libro de texto.

La herramienta matemática para el estudio y análisis de estas cantidades son la Aritmética, el Álgebra, la Geometría, y en particular la Trigonometría, resaltando el empleo de las funciones trigonométricas y el teorema de Pitágoras.

Las funciones trigonométricas se definen a continuación:

, , ,

, , .

El teorema de Pitágoras se expresa como sigue: “En todo triángulo rectángulo, el cuadrado de la hipotenusa es igual a la suma de los cuadrados de los catetos”

(hipotenusa)2 = (cateto opuesto)2 + (cateto adyacente)2

La medición es importante para describir e interpretar adecuadamente los fenómenos físicos; por lo tanto, es una competencia que debe ser adquirida. Para ello se pueden realizar mediciones geométricas de diversos objetos como cilindros, cubos, esferas, entre otros. En el caso de un cilindro, el área y el volumen pueden ser determinados por las siguientes fórmulas:

a. Para el cilindro de radio R y longitud L:

Área que envuelve al cilindro = 2πRL = πDL, en donde el diámetro D=2R

Área de la sección transversal del cilindro = πR2

Volumen del cilindro = πLR2

b. En el caso de un tubo cilíndrico hueco, se puede determinar:

Área interna = πLDint , Área externa = πLDext

Área de la sección transversal de la parte sólida: Atrans = π(R2ext - R2int)

Volumen de la sección sólida: Vsólido = πL(R2ext - R2int)

c. Para un bloque de lados rectangulares “alto = a”, “ancho = b”, “largo = c” y “espesor = d”, se aplican las fórmulas:

Área (chica) de un lado = ab, Área

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