Resumen

• La física trata de encontrar las leyes simples que describen todos los fenómenos naturales.
• La física opera en una amplia gama de escalas de longitud, masa y tiempo. Los científicos utilizan el concepto de orden de magnitud de un número para rastrear qué fenómenos ocurren en qué escalas. También utilizan órdenes de magnitud para comparar las distintas escalas.
• Los científicos intentan describir el mundo mediante la formulación de modelos, teorías y leyes.

• Los sistemas de unidades se construyen a partir de un número reducido de unidades base, que se definen mediante mediciones exactas y precisas de cantidades base elegidas convencionalmente. Las demás unidades se derivan como combinaciones algebraicas de las unidades base.
• Dos sistemas de uso frecuente son las unidades inglesas y las unidades del SI. Todos los científicos y la mayoría del resto de personas del mundo utilizan el SI, mientras que los no científicos de los Estados Unidos todavía tienden a utilizar las unidades inglesas.
• Las unidades básicas del SI de longitud, masa y tiempo son el metro (m), el kilogramo (kg) y el segundo (s), respectivamente.
• Las unidades del SI son un sistema métrico de unidades, lo que significa que los valores pueden calcularse por factores de 10. Los prefijos métricos pueden utilizarse con las unidades métricas para escalar las unidades base a tamaños apropiados para casi cualquier aplicación.

• Para convertir una cantidad de una unidad a otra, multiplique por los factores de conversión de forma que anule las unidades de las que quiere deshacerse e introduzca las unidades con las que quiere acabar.
• Tenga cuidado con las áreas y los volúmenes. Las unidades obedecen a las reglas de álgebra, motivo por el cual, por ejemplo, si una unidad se eleva al cuadrado, necesitamos dos factores para anularla.

• La dimensión de una cantidad física no es más que la expresión de las magnitudes de base de las que se deriva.
• Todas las ecuaciones que expresen leyes o principios físicos deberán ser dimensionalmente coherentes. Este hecho puede utilizarse como ayuda para recordar las leyes físicas, como forma de comprobar si son posibles las relaciones entre cantidades físicas que se afirman, e incluso para derivar nuevas leyes físicas.

• Una estimación es una conjetura aproximada del valor de una cantidad física basada en la experiencia previa y en un razonamiento físico sólido. Algunas estrategias que pueden ayudar a la hora de hacer una estimación son las siguientes:
  • Obtener grandes longitudes a partir de longitudes más pequeñas.
  • Obtener áreas y volúmenes a partir de longitudes.
  • Obtener masas a partir de volúmenes y densidades.
  • Si todo lo demás falla, limítelo.
  • Una “cifra significativa" está bien.
  • Pregúntese: ¿tiene esto algún sentido?

• La exactitud de un valor medido se refiere a la proximidad de una medición a un valor de referencia aceptado. La discrepancia en una medición es la cantidad en la que el resultado de la medición difiere de este valor.
• La precisión de los valores medidos se refiere a la concordancia entre las mediciones repetidas. La incertidumbre de una medición es una cuantificación de esto.
• La precisión de una herramienta de medición se relaciona con el tamaño de sus incrementos de medición. Cuanto más pequeño sea el incremento de medición, más precisa será la herramienta.
• Las cifras significativas expresan la precisión de una herramienta de medición.
• Al multiplicar o dividir valores medidos, la respuesta final puede contener únicamente tantas cifras significativas como el valor con el menor número de cifras significativas.
• Al sumar o restar valores medidos, la respuesta final no puede contener más decimales que el valor menos preciso.

Las tres etapas del proceso de resolución de problemas de física que se utilizan en este libro son las siguientes:

• Estrategia: determine qué principios físicos están implicados y desarrolle una estrategia para utilizarlos para resolver el problema.
• Solución: haga los cálculos necesarios para obtener una solución numérica completa con unidades.
• Importancia: compruebe que la solución tiene sentido (unidades correctas, magnitud y signo razonables) y evalúe su importancia.