La Física
¿Que es la Física?
Ciencia que estudia las propiedades de la materia y de la energía y establece las leyes que explican los fenómenos naturales, excluyendo los que modifican la estructura molecular de los cuerpos.
La Física es una de las ciencias naturales que más ha contribuido al desarrollo y bienestar del hombre, porque gracias a su estudio e investigación ha sido posible encontrar en muchos casos, una explicación clara y útil a los fenómenos que se presentan en nuestra vida diaria.
⧪Importancia del estudio de la física:
La Física ha experimentado un gran desarrollo gracias al esfuerzo de notables científicos e investigadores, quienes al inventar y perfeccionar instrumentos, aparatos y equipos han logrado que el hombre agudice sus sentidos al detectar, observar y analizar fenómenos naturales
Hoy en día vivimos en el mundo de la cibernética , rodeados de sofisticados mecanismos, llamados computadoras, televisores, artefactos, fibra óptica, etc y viajamos en vehículos modernos por tierra , aire y mar
Gracias a los satélites podemos saber lo que pasa al otro lado del mundo y podemos conversar con nuestros familiares que se encuentran en el extranjero, entre otras cosas
Todo esto nos exige, que recojamos el reto de ser un país en vías de desarrollo
Aplicando la ciencia y la tecnología para:
- Cultivar nuestros sentidos, entendiendo la Naturaleza y protegiéndola ya que ella es fuente de vida.
⧪División de la Física.
La Física se divide para su estudio en dos grandes grupos: la Física Clásica y la Física Moderna.
La primera estudia todos aquellos fenómenos en los cuales la velocidad es muy pequeña comparada con la velocidad de propagación de la luz.
La segunda se encarga de todos aquellos fenómenos producidos a la velocidad de la luz o con valores cercanos a ella. Esto es debido a que la física clásica no describe con precisión los fenómenos que se suceden a la velocidad de la luz. En la física moderna también se estudian los fenómenos subatómicos.
La Física Clásica se compone de:
- . MECÁNICA: Es la parte de la física clásica que estudia las fuerzas)
- a.- Estática: Estudia las fuerzas en cuerpos en reposo y en equilibrio, respecto a determinado sistema de referencia.
- 1 b.- Dinámica: Estudia las fuerzas como causa del movimiento de los cuerpos)
- 1 c.- Cinemática: Estudia los movimientos de los cuerpos sin tener en cuenta la causa.
- TERMODINÁMICA (Fenómenos térmicos)
- ELECTROMAGNETISMO (Interacción de los campos eléctricos y magnéticos)
- ÓPTICA (Fenómenos relacionados con la luz)
- ACÚSTICA: (Sonido y fenómeno de la audición)
- ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO (Estudia las cargas eléctricas y magnéticas).
Física Moderna
La Física Moderna se divide en:
- A. FÍSICA CUÁNTICA: (Energía formada de "cuantos")
- B. FÍSICA RELATIVA :(Materia y energía son dos entidades relativas)
⧪Metodología para el estudio de la Física(método científico)
Existe un procedimiento general de investigación común a todas las ciencias naturales y sociales (sin incluir las Matemáticas) conocido comúnmente como “El Método Científico”, que consta de tres fases:
1. Observación de los fenómenos y experimentación.
2. Elaboración de teorías que expliquen los fenómenos observados.
3. Contrastación de las teorías y más experimentación.
1. OBSERVACIÓN DE LOS FENÓMENOS. En esta fase hay que diseñar metodologías que nos permitan la observación repetida de los fenómenos que queremos estudiar, de la forma más aislada posible. Para ello se suelen diseñar los experimentos científicos, que han de tener la característica de ser consistentes y repetibles, es decir, que puedan ser repetidos por otros experimentadores siguiendo su exacta descripción y obteniendo similares resultados.
2. ELABORACIÓN DE TEORÍAS QUE EXPLIQUEN LOS FENÓMENOS OBSERVADOS. A partir de los datos que sistemáticamente se han recogido, el científico elabora hipótesis que expliquen los resultados. Dichas teorías han de ser consistentes con todos los datos recogidos, y normalmente se elaboran para explicar resultados que no concuerdan con las teorías previas.
3. CONTRASTACIÓN DE LA TEORÍA. Sobre datos observados se elaboran nuevas teorías, pero normalmente nadie se toma en serio una nueva teoría si no predice nuevos resultados que puedan ser comprobados a posterior.
La teoría de la relatividad general de Einstein explicaba toda una serie de fenómenos que no cuadraban con la gravitación de Newton -como el desplazamiento del perihelio de Mercurio, y no fue tomada totalmente en serio hasta que algunas de sus nuevas predicciones fueron comprobadas. Las mediciones de desviación de la luz en el eclipse de 1920 supusieron un fuerte espaldarazo a dicha teoría.
Digamos que con un montón de números sobre la mesa puede no ser excesivamente difícil encontrar teorías matemáticas que cuadren con ellos, pero, evidentemente, la contrastación sólida de las teorías consiste en idear nuevos experimentos y/o nuevas observaciones que no hayan sido realizadas previamente y cuyos resultados concuerden con la nueva teoría; suponiendo siempre que dichos resultados son diferentes de las teorías previas.
⧪Magnitud,Medición, Unidades fundamentales y derivadas.
Magnitud: Es toda propiedad de los cuerpos que se puede medir. Por ejemplo: temperatura, velocidad, masa, peso, etc.
Medir: Es comparar la magnitud con otra similar, llamada unidad, para averiguar cuántas veces la contiene.
Unidad: Es una cantidad que se adopta como patrón para comparar con ella cantidades de la misma especie. Ejemplo: Cuando decimos que un objeto mide dos metros, estamos indicando que es dos veces mayor que la unidad tomada como patrón, en este caso el metro.
Para resolver el problema que suponía la utilización de unidades diferentes en distintos lugares del mundo, en la XI Conferencia General de Pesos y Medidas (París, 1960) se estableció el Sistema Internacional de Unidades (SI). Para ello, se actuó de la siguiente forma:
- En primer lugar, se eligieron las magnitudes fundamentales y la unidad correspondiente a cada magnitud fundamental. Una magnitud fundamental es aquella que se define por sí misma y es independiente de las demás (masa, tiempo, longitud, etc.).
- En segundo lugar, se definieron las magnitudes derivadas y la unidad correspondiente a cada magnitud derivada. Una magnitud derivada es aquella que se obtiene mediante expresiones matemáticas a partir de las magnitudes fundamentales (densidad, superficie, velocidad).
- Magnitudes fundamentales del SI
⧪Notación exponencial (científica o decimal y viceversa)
Formato de la Notación Científica
La forma general de un número en notación científica es a x 10n donde 
y n es un entero
y n es un entero
Cambiando de Forma Decimal a Notación Científica
Ahora que entendemos el formato de notación científica, comparemos algunos números expresados en notación decimal estándar y notación científica para entender cómo convertir de una forma a la otra. Observa la tabla de abajo. Pon mucha atención al exponente de la notación científica y la posición del punto decimal en la notación estándar.
Para escribir un número grande en notación científica, primero debemos mover el punto decimal a un número entre 1 y 10. Como mover el punto decimal cambia el valor, tenemos que aplicar una multiplicación por la potencia de 10 que nos resulte en un valor equivalente al original. Para encontrar el exponente, sólo contamos el número de lugares que recorrimos el punto decimal. Ese número es el exponente de la potencia de 10.
Analicemos un ejemplo. Para escribir 180,000 en notación científica, primero movemos el punto decimal hacia la izquierda hasta que tengamos un número mayor o igual que 1 y menor que 10. El punto decimal no está escrito en 180,000, pero si lo estuviera sería después del último cero. Si empezamos a recorrer el punto decimal un lugar cada vez, llegaremos a 1.8 después de 5 lugares:
180000.
18000.0
1800.00
180.000
18.0000
1.80000
Ahora conocemos el número (1.8) y el exponente de la potencia de 10 que preserva el valor original (5). En notación científica 180,000 se escribe 1.8 x 105.
La población del mundo se estima en 6,800,000,000 personas. ¿Cuál de las siguientes respuestas expresa correctamente este número en notación científica?
A) 7 x 109
B) 0.68 x 1010
C) 6.8 x 109
D) 68 x 108
El proceso de cambiar entre notación decimal y científica es el mismo para números pequeños (entre 0 y 1), pero en este caso el punto decimal se mueve hacia la derecha, y el exponente será negativo. Considera el número pequeño 0.0004:
0.0004
00.004
000.04
0000.4
00004.
Movimos el punto decimal hacia la derecha hasta que obtuvimos el número 4, que está entre 1 y 10 como es requerido. Lo movimos 4 lugares, pero fueron movimientos que hicieron el número más grande que el original. Entonces tendremos que multiplicar por una potencia negativa de 10 para traer de regreso el nuevo número al equivalente de su valor original. En notación científica 0.0004 se escribe 4.0 x 10-4.
Cambiando de Notación Científica a Forma Decimal
También podemos ir al revés — números escritos en notación científica pueden ser trasladados a notación decimal. Por ejemplo, un átomo de hidrógeno tiene un diámetro de 5 x 10-8 mm. Para escribir este número en notación decimal, convertimos la potencia de 10 en una serie de ceros entre el número y el punto decimal. Como el exponente es negativo, todos esos ceros van a la izquierda del número 5:
5 x 10-8
5.
0.5
0.05
0.005
0.0005
0.00005
0.000005
0.0000005
0.00000005
Por cada potencia de 10, movemos el punto decimal un lugar hacia la derecha, Ten cuidado aquí y no te dejes llevar por los ceros — el número de ceros después del punto decimal siempre será 1 menosque el exponente. Se necesita una potencia de 10 para mover el punto decimal a la izquierda del primer número.
⧪Sistema de unidades Conversión de unidades
conversión de unidades
La conversión de unidades es la transformación de una cantidad, expresada en un cierta unidad de medida, en otra equivalente, que puede ser del mismo sistema de unidades o no.
Este proceso suele realizarse con el uso de los factores de conversión y las tablas de conversión.
Frecuentemente basta multiplicar por una fracción (factor de conversión) y el resultado es otra medida equivalente, en la que han cambiado las unidades. Cuando el cambio de unidades implica la transformación de varias unidades se pueden utilizar varios factores de conversión uno tras otro, de forma que el resultado final será la medida equivalente en las unidades que buscamos, por ejemplo si queremos pasar 8 metros a yardas, lo único que tenemos que hacer es multiplicar 8 x (0.914)=7.312 yardas.
Alguna equivalencia
1 m = 100 cm
1 m = 1000 mm
1 cm = 10 mm
1 km = 1000 m
1 m = 3.28 pies
1 m = 0.914 yardas
1 pie = 30.48 cm
1 pie = 12 pulgadas
1 pulgada = 2.54 cm
1 milla = 1.609 km
1 libra = 454 gramos
1 kg = 2.2 libras
1 litro = 1000 Cm3
1 hora = 60 minutos
1 hora = 3600 segundos
Factor de Conversion
Un factor de conversión es una operación matemática, para hacer cambios de unidades de la misma magnitud, o para calcular la equivalencia entre los múltiplos y submúltiplos de una determinada unidad de medida.
Dicho con palabras más sencillas, un factor de conversión es "una cuenta" que permite expresar una medida de difentes formas. Ejemplos frecuentes de utilización de los factores de conversión son:
- Cambios monetarios: euros, dólares, pesetas, libras, pesos, escudos...
- Medidas de distancias: kilómetros, metros, millas, leguas, yardas...
- Medidas de tiempo: horas, minutos, segundos, siglos, años, días...
- Cambios en velocidades: kilómetro/hora, nudos, años-luz, metros/segundo..
