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TEMA 1: El ámbito de la Física
Objetivos
Establecer y comparar cantidades al orden de magnitud más cercano.
Establecer los rangos de magnitud de distancias, masas y tiempos que ocurren en el universo,
desde los más pequeños a los más grandes
Establecer relaciones de cantidades como diferentes órdenes de magnitud
Estimar valores aproximados de cantidades cotidianas para una o dos figuras significativas y/o
el orden de magnitud más cercano.
Magnitud física
Una magnitud física es toda propiedad o cualidad de los cuerpos que puede medirse por
métodos directos o indirectos y por tanto, se puede expresar mediante números. Ej: el tiempo,
la masa, la longitud, la temperatura, el volumen, la velocidad, la densidad, etc.
Magnitudes fundamentales y derivadas
Las magnitudes fundamentales son magnitudes independientes, es decir, no pueden definirse
en función de ninguna otra magnitud.
Son: longitud (m), masa (kg), tiempo (s), intensidad de corriente eléctrica (A), temperatura (K),
cantidad de sustancia (mol) e intensidad luminosa (cd).
Las magnitudes derivadas son las que se definen a partir de las magnitudes fundamentales.
Magnitudes escalares y vectoriales
Las magnitudes escalares quedan definidas por un valor numérico y la unidad
Las magnitudes vectoriales quedan definidas por un valor numérico (módulo), la dirección, el
sentido y la unidad.
Análisis dimensional
La ecuación de dimensiones es una expresión matemática que relaciona una magnitud derivada
con las fundamentales. La magnitud derivada a definir se representa entre corchetes, y para
hallarla se sustituye cada magnitud por sus dimensiones correspondientes.
En Mecánica, las dimensiones que corresponden a las magnitudes fundamentales son:
Longitud = L
Masa = M
Tiempo = T
Ej:
velocidad = desplazamiento/tiempo
[v] = L/T = L.T-1
1
Ej.:
Comprobar que las ecuaciones correspondientes a Ec y Ep tienen la misma ecuación dimensional
Ec = ½ mv2
Ep = mgh
(los números no tienen dimensiones)
[Ec] = ML2T-2
[Ep]= MLT-2L = ML2T-2
Ordenes de magnitud
multiplos
prefijo
factor
símbolo
1027
Ejemplos
Límite del Universo observable en m
yotta
1024
Y
zetta
1021
Z
exa
1018
E
Cúmulo globular de Omega Centauri en m
peta
1015
P
Nebulosa de Stingray en m
tera
1012
T
Disco duro en TB (Terabytes)
giga
109
G
Memoria RAM en Gb
mega
106
M
Energía en MeV
kilo
103
k
Masa en kg
hecto
102
h
Volumen en hl
deca
101
da
Orden de masa de la Tierra en kg
submútiplos
prefijo
factor
símbolo
Ejemplos
deci
10-1
d
Cubo de 1 dm3 de volumen
centi
10-2
c
Regla graduada en cm
mili
10-3
m
Intensidad de la corriente en mA
micro
10-6
µ
Campo magnético en µT
nano
10-9
n
Carga eléctrica en nC
pico
10-12
p
Capacidad de un condensador en pF
femto
10-15
f
Radio núcleo atómico ~10-15 m
atto
10-18
a
Quark ~10-18 m
zepto
10-21
z
2
Sabías que ….

El límite del Universo observable (horizonte cosmológico) es la distancia desde la
tierra que nos es posible observar gracias a la detección de las ondas
electromagnéticas.

El Universo global es el espacio total, es decir, la totalidad del universo. Por tanto, el
universo observable es solo una parte del Universo global. Los datos de la sonda
WMAP indican que la medida del universo local es de 1027 m.

El Universo se expande y además lo hace de forma acelerada con una velocidad
mayor que la de la luz. Por ello, si la velocidad de expansión es mayor que la
velocidad con la que la onda electromagnética viaja, esa misma onda jamás llegará
hasta el otro lado del Universo.

La longitud de Plank es una unidad de longitud igual a 10-35 m y equivale a la
distancia por debajo de la cual se espera que el espacio deje de tener una geometría
clásica.

El tiempo de Plank (cronón) es el intervalo de tiempo más pequeño que puede ser
medido, siendo igual a 5,4.10-44 s.

La Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) es una sonda que fue lanzada
en 2001, y cuya misión es estudiar el cielo y comprobar las teorías sobre el origen y
evolución del universo.
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