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Capítulo 1
Física y medición TABLA 1.4 Prefijos para potencias de diez Potencia 224
10 10221 10218 10215 10212 1029 1026 1023 1022 1021
Se proporciona una tabla de las letras en el alfabeto griego en las páginas finales de este libro.
Prefijo
yocto zepto atto femto pico nano micro mili centi deci
Abreviatura
Potencia 3
y z a f p n
10 106 109 1012 1015 1018 1021 1024
m c d
Prefijo
Abreviatura
kilo mega giga tera peta exa zetta yotta
k M G T P E Z Y
Las variables longitud, masa y tiempo son ejemplos de cantidades fundamentales. La mayoría de las otras variables son cantidades deducidas, aquellas expresadas como una combinación matemática de cantidades fundamentales. Ejemplos comunes son área (un producto de dos longitudes) y rapidez (una relación cuantitativa de una longitud a un intervalo de tiempo). Otro ejemplo de una cantidad deducida es la densidad. La densidad (letra griega rho) de cualquier sustancia se define como su masa por unidad de volumen:
;
m V
(1.1)
En términos de cantidades fundamentales, la densidad es una proporción de una masa a un producto de tres longitudes. Por ejemplo, el aluminio tiene una densidad de 2.70 103 kg/m3, y el hierro tiene una densidad de 7.86 103 kg/m3. Es factible pensar en una diferencia extrema en densidad al imaginar que sostiene un cubo de 10 centímetros (cm) de espuma de estireno en una mano y un cubo de 10 cm de plomo en la otra. Véase la tabla 2.1 del capítulo 2 para consultar las densidades de diferentes materiales.
E XAMEN RÁPIDO 1.1 En un taller mecánico se producen dos levas, una de aluminio y la otra de hierro. Ambas levas tienen la misma masa. ¿Cuál leva es más larga? (a) La leva de aluminio es más larga. (b) La leva de hierro es más larga. (c) Ambas levas tienen el mismo tamaño.
1.2 Modelado y representaciones alternativas La mayoría de los cursos de física general requieren que el estudiante adquiera las habilidades de resolución de problemas, y los exámenes usualmente incluyen problemas que prueban tales habilidades. En esta sección se describen algunas ideas útiles que le permitirán mejorar su comprensión de los conceptos físicos, aumentar su precisión en la solución de problemas, y eliminar el pánico inicial o la falta de dirección para abordar un problema, y organizar su trabajo. Uno de los primeros métodos de resolución de problemas en física es hacer un modelo apropiado del problema. Un modelo es un sustituto simplificado del problema real que nos permite resolverlo de una manera relativamente simple. Siempre y cuando las predicciones del modelo concuerden a nuestra satisfacción con el comportamiento real del sistema real, el modelo es válido. Si las predicciones no concuerdan, se debe refinar el modelo o sustituirlo con otro. El poder del modelado está en su capacidad para reducir una gran variedad de problemas muy complejos a un número limitado de clases de problemas que se pueden abordar de maneras similares. En la ciencia, un modelo es muy diferente de, por ejemplo, un modelo a escala de un edificio propuesto por un arquitecto, que se presenta como una versión más pequeña de
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