Desde la antigüedad las personas han tratado de comprender la
naturaleza y los fenómenos que en ella se observan. Las primeras explicaciones
se basaron en consideraciones filosóficas y sin realizar verificaciones
experimentales, concepto este inexistente en aquel entonces. Por tal motivo
algunas interpretaciones "falsas".
En el
Siglo XVI Galileo fue pionero en el uso de experimentos para validar las
teorías de la física. Se interesó en el movimiento de los astros y de los
cuerpos.
Isaac Newton considerado uno de los
científicos más grandes de la historia. En el Siglo XVII Newton (1687) formuló las leyes clásicas de la dinámica (Leyes de Newton) y la Ley de la gravitación universal.
Isaac Newton considerado uno de los
científicos más grandes de la historia. En el Siglo XVII Newton (1687) formuló las leyes clásicas de la dinámica (Leyes de Newton) y la Ley de la gravitación universal.
A partir del Siglo XVIII se produce el desarrollo de otras
disciplinas tales como la termodinámica, la mecánica estadística y la mecánica
de fluidos.
En el Siglo XIX se producen avances fundamentales en electricidad y magnetismo. En 1855 Maxwell unificó ambos fenómenos y las respectivas teorías vigentes hasta entonces en la Teoría del electromagnetismo, descrita a través de las Ecuaciones de Maxwell.
Durante el Siglo XX la Física se desarrolló plenamente. En 1904 se propuso el primer modelo del átomo. En 1905 Einstein formuló la Teoría de la Relatividad especial, la cual coincide con las Leyes de Newton cuando los fenómenos se desarrollan a velocidades pequeñas comparadas con la velocidad de la luz.
En el Siglo XIX se producen avances fundamentales en electricidad y magnetismo. En 1855 Maxwell unificó ambos fenómenos y las respectivas teorías vigentes hasta entonces en la Teoría del electromagnetismo, descrita a través de las Ecuaciones de Maxwell.
Durante el Siglo XX la Física se desarrolló plenamente. En 1904 se propuso el primer modelo del átomo. En 1905 Einstein formuló la Teoría de la Relatividad especial, la cual coincide con las Leyes de Newton cuando los fenómenos se desarrollan a velocidades pequeñas comparadas con la velocidad de la luz.
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La Historia de la Física está llena de grandes científicos como Galileo, Newton o Einstein, cuyas contribuciones han sido decisivas, pero también de un número muy grande de científicos cuyos nombres no aparecen en los libros de texto. No existe el genio aislado al que de repente se le ocurre la idea clave que cambia el curso de la Ciencia. El avance en el progreso científico no se produce solamente por las contribuciones aisladas y discontinuas de unas mentes privilegiadas. La Física actualmente se entiende como la ciencia de la naturaleza o fenómenos materiales. Estudia las propiedades de la materia, la energía, el tiempo, el espacio y sus interacciones (fuerza).
Ramas de la física
El Sistema Solar
Curiosidades De La Física
Ramas de la física
La Física se divide en 3 Ramas: la Física clásica, la Física moderna y la Física contemporánea.
La Física Clásica se encarga del estudio de aquellos fenómenos que tienen una velocidad relativamente pequeña comparada con la velocidad de la luz y cuyas escalas espaciales son muy superiores al tamaño de átomos y moléculas.
La Física Moderna se encarga de los fenómenos que se producen a la velocidad de la luz o valores cercanos a ella o cuyas escalas espaciales son del orden del tamaño del átomo o inferiores y fue desarrollada en los inicios del siglo 20.
La Física Contemporánea se encarga del estudio de los fenómenos no-lineales, de la complejidad de la naturaleza, de los procesos fuera del equilibrio termodinámico.
Aunque se divida en 3 ramas, la física cuenta con seis pilares básicos:
La mecánica clásica: Rama de la física que estudia los fenómenos relacionados con el movimiento de los cuerpos. De manera que cuando estudiamos el movimiento de caída de un cuerpo, el movimiento de los planetas, etc. estamos hablando de fenómenos mecánicos.
La Física óptica: Es la parte de la física que estudia los fenómenos visibles relacionados con la luz. La formación de nuestra imagen en un espejo, la observación de un objeto distante atreves de un lente, la descomposición de la luz blanca en una gama de colores atreves de un prisma, etc. Son todos fenómenos ópticos
La física acústica: En esta parte estudiamos las propiedades de las ondas que se propagan en un medio material, por ejemplo las ondas formadas en una cuerda o en la superficie del agua, aquí además se estudian los fenómenos audibles o sonoros, porque el sonido no es más que un tipo de onda que se propaga en los medios materiales.
La termodinámica: Como su nombre lo indica esta rama de la física estudia los fenómenos térmicos. La variación de temperatura de un cuerpo, la fusión de un elemento, la dilatación de un cuerpo caliente, etc. Son fenómenos que se estudian en esta rama.
La física moderna: Esta parte abarca el desarrollo que alcanzo la física, incluyendo el estudio de la estructura del
La física electromagnética: En esta rama de la física se incluyen todos los fenómenos eléctricos y magnéticos. De modo que se estudian aquí las atracciones y repulsiones entre cuerpos electrizados, el funcionamiento de los diversos electrodomésticos, las propiedades del imán, la producción de un relámpago en una tempestad, etc.
El Sistema Solar
Puede ser explicado con gran aproximación mediante la mecánica clásica, concreta mente, mediante las leyes de Newton y la ley de la gravitación universal de Newton. Sólo algunas pequeñas desviaciones en el perihelio de mercurio que fueron descubiertos tardíamente no podían ser explicadas por las teoría de Newton y sólo pudieron ser explicados mediante la teoría de la relatividad general de Einstein.
Vectores
En física, un vector es un tipo de representación geométrica para representar una magnitud física definida por un punto del espacio donde se mide dicha magnitud, además de un modulo (o longitud ), su dirección (u orientación) y su sentido (que distingue el origen del extremo).
Algunos ejemplos de magnitudes físicas que son magnitudes vectoriales: la velocidad con que se desplaza un móvil, ya que no queda definida tan sólo por su módulo (lo que marca el velocímetro, en el caso de un automóvil), sino que se requiere indicar la dirección y el sentido (hacia donde se dirige); la fuerza que actúa sobre un objeto, ya que su efecto depende, además de su intensidad o módulo, de la dirección en la que actúa; también, el desplazamiento de un objeto.
Elementos de un vector
Todo vector tiene los
siguientes elementos:
1. Módulo o Intensidad:
Representa el valor de la cantidad física vectorial, está representado por la
longitud del vector, tomado o medido a cierta escala.
2. Dirección: Está
representado por la recta que contiene al vector .se define como el ángulo que
hace dicho vector con una o más rectas de referencia, según sea el caso en el
plano o en el espacio.
3. Sentido: Indica la
orientación de un vector, gráficamente está dado por la cabeza de la flecha del
vector.
4. Punto de aplicación: Es
el punto sobre el cual se supone actúa el vector.
Clases de Vectores
1. Fijos o ligados:
Llamados también vectores de posición. Son aquellos que tienen un origen fijo
.Fijan la posición de un cuerpo o representan una fuerza en el espacio.
2. Vectores deslizantes: Son aquellos que pueden
cambiar de posición a lo largo de su directriz.
3. Vectores libres: Son
aquellos vectores que se pueden desplazar libremente a lo largo de sus
direcciones o hacia rectas paralelas sin sufrir modificaciones.
4. Vectores paralelos: Dos
vectores son paralelos si las rectas que las contienen son paralelas.
5. Vectores coplanares:
Cuando las rectas que lo contienen están en un mismo plano.
6. Vectores concurrentes:
Cuando sus líneas de acción o directrices se cortan en un punto.
7. Vectores colineales:
Cuando sus líneas de acción se encuentran sobre una misma recta.
Curiosidades De La Física
¿Por qué
vuelan los aviones?
La forma de
sus alas hace que el aire pase con mayor rapidez por su parte superior que por
la inferior. De esta manera, disminuye la presión sobre el ala y el aparato
asciende.
¿Por qué
vuelan los helicópteros?
Sus palas
giratorias se diseñan para originar una disminución de la presión en la parte
superior, con lo cual el helicóptero se impulsa hacia arriba.
¿Sabes por
qué asciende un cohete?
Su
funcionamiento se basa en el principio de acción y reacción. Los cohetes queman
el combustible en su interior y expulsan los gases al exterior. La fuerza de
reacción es la que propulsa el cohete.
¿Hay agua en
la Luna?
El 6 de marzo
de 1998 la sonda lunar Prospecto envió datos a la Tierra anunciando la
existencia de agua helada en los cráteres de ambos polos de la Luna.
¿A qué se
debe la estela que dejan los aviones a reacción?
Se debe a la
condensación del vapor de agua que expulsan los motores.
¿Por qué tienen dibujo las ruedas de los coches?
Para conseguir que circule
por ellos el agua cuando la carretera está mojada. Si no tuviesen dibujo, se
formaría una película de agua entre el neumático y el suelo que disminuiría el
agarre en gran medida. Los neumáticos sin dibujo presentan en general mayor
agarre sobre carreteras secas. Los neumáticos que utilizan los coches de
Fórmula 1 sobre superficies secas son lisos.
¿Por qué se
forma el arco iris?
Se debe a la
refracción (cambio de dirección) que experimentan los rayos de luz al penetrar
en las gotas de agua y al salir. En la primera refracción la luz se descompone
en los distintos colores. Cada una de estas luces se refracta ángulos
ligeramente diferentes. El violeta es el más desviado y el rojo el que menos.
Para poder observar el fenómeno es necesario tener el Sol a nuestras espaldas.
Historia Fotográfica
En la imagen
se muestra la primera fotografía de la tierra tomada desde el espacio, en ella
aparece un poco de la luna y la tierra.
La Primera Mujer en el Espacio
La cosmonauta
soviética Valentina Tereshkova fue la primera mujer en el espacio. Fue elegida
entre un grupo de cinco mujeres que habían sido entrenadas para el vuelo. Su
cápsula Vostok 6, orbitó la Tierra durante tres días, en junio de 1963. Durante
el vuelo, su cápsula pasó a 4,8 Km de la Vostok 5, que alojó otro cosmonauta
durante cinco días.
Hipercubo
Un hipercubo es una figura que estaría en 4 dimensiones, en las cuales cada angulo seria de 90º y cada linea seria del mismo tamaño. Obviamente nosotros al ser seres tridimensionales no podríamos ver un hipercubo real, sino su representación en tres dimensiones (en la imagen se reduce aun mas, pues son solo dos dimensiones representando la representación tridimensional de un objeto de cuatro dimensiones).
La Teoría del Big Bang
Entre las teorías que intentan dar respuesta a como se formo el universo, la teoría del big bang o gran explosión es una de las mas consideradas actualmente. Fue propuesta por el astrónomo Georges Lemaître en 1927, y desarrollada por el físico George Gamor en 1948. Según ella el universo se creo a partir de una gran explosión, del siguiente modo:
- Tanto la materia como el espacio y la energía estuvieron concentrados en un mismo punto denominado átomo primijenio cuya densidad y temperatura debieron ser muy elevadas.
- Este átomo primixenio se expandió bruscamente en una gran explosión, y comenzó la expansión del universo: la energía se fue transformando en materia (transformación que es posible tali como muestra la teoría de la relatividad). A la vez que se formó la materia se originó el espacio y el tiempo.
- Se fueron generando partículas sub atómicas y, más tarde los átomos más sencillos: los de hidrógeno y los de helio.
- A medida que el universo se expandía, fue descendiendo la temperatura. La materia esparcida en todas las direcciones se fue condensando y fueron apareciendo todas las estructuras astronómicas: las nebulosas, las galaxias, las estrellas, los planetas… en las estrellas, a partir del hidrógeno y del helio, mediante procesos de fusión, aparecieron los diferentes elementos químicos
Sistema de medidas poco convencionales
Para calcular esa y otras
medidas, se utilizaba el cuerpo humano (medidas antropomórficas: que se
relacionan con el cuerpo humano), para distancias largas, se contabilizaban los
pasos que daba una persona para ir de un lugar a otro. Para distancias más
pequeñas se usaba la medida del "codo", que es la distancia del codo
hasta el dedo medio de la mano o la "cuarta" que es la medida que hay
entre el los dedos pulgar y el meñique de la mano, con los dedos extendidos.
Como las medidas tomadas con
partes del cuerpo humano, varían de una persona a otra, los egipcios
"estandarizaron" la unidad de medida, el codo maestro (o real) de
granito negro, con el cual se comparaban y estandarizaban todas las medidas con
"codo". Es la unidad de longitud más antigua. Si bien es cierto, las
medidas no convencionales, son cómodas, ya que no requieren de elementos anexos
(basta con el cuerpo), tienen serias desventajas, la medida de una persona a
otra variará según su estatura, el largo de brazos y piernas hace que al tomar
una misma medida, la información que se obtiene sea distinta.
Codo:
El hombre utilizó inicialmente alguna parte de su cuerpo, por ejemplo el codo,
que una unidad muy mencionada en la biblia.
Dedo:
El dedo equivalía al ancho real, aproximadamente: 18 mm.
Mano: La mano equivalía al ancho de la
mano, aun se usa en algunos países para medir la alzada de un caballo.
Pie: Esta medida vale: 30,5cm. Y se usa para medir por
ejemplo las chapas de los techos
Cuarta: Se extiende o abre la mano y la
medida entre la punta del pulgar y el meñique equivale a un palmo o cuarta
Braza: Equivale a 1.67 m. y es el resultado de extender ambos brazos
Cable: Es una unidad utilizada para estimar
la distancia entre dos objetos poco alejados,
equivale a 120 brazas, es decir,
unos 200 m.
Vara: En España valía 0,84 m. y en
Argentina 0.866.
Pulgada: Medida inglesa y vale, luego de un
acuerdo internacional: 2.54 cm. Muy usada actualmente.
Pértiga: Vale entre 16 y 22 pies, según la
zona donde se utilice.
Línea: Corresponde a la 1/12 parte de la
pulgada.
Paso: Equivale a la medida entre un pie y
el próximo, al efectuar un paso.
Milla: Deriva de mille passuum y significa
unos 1000 pasos.
Es una
Magnitud vectorial que se ha definido para describir no solamente la rapidez
con la que se mueve un cuerpo sino también la dirección en que lo hace,
determinando la dirección por medio del ángulo formado por dos semi-rectas, una
de ellas tomada como referencia y la otra paralela al desplazamiento.
El tiempo es una magnitud física con la que
medimos la duración o separación de acontecimientos, sujetos a cambio, de los
sistemas sujetos a observación; esto es, el período que transcurre entre el
estado del sistema cuando éste presentaba un estado X y el instante en el que X registra
una variación perceptible para un observador (o aparato de medida).
La velocidad
Es una
Magnitud vectorial que se ha definido para describir no solamente la rapidez
con la que se mueve un cuerpo sino también la dirección en que lo hace,
determinando la dirección por medio del ángulo formado por dos semi-rectas, una
de ellas tomada como referencia y la otra paralela al desplazamiento.
La velocidad, además, es una magnitud relativa al
sistema de referencia desde el cual se observa el movimiento, por consiguiente
distintos observadores de un mismo movimiento medirán velocidades diferentes de
acuerdo a su plataforma de observación, obteniendo no solamente rapideces
diferentes, sino también direcciones diferentes.
La veleta sirve para indicar la dirección del viento.
Tiempo
El tiempo es una magnitud física con la que
medimos la duración o separación de acontecimientos, sujetos a cambio, de los
sistemas sujetos a observación; esto es, el período que transcurre entre el
estado del sistema cuando éste presentaba un estado X y el instante en el que X registra
una variación perceptible para un observador (o aparato de medida).
El
Tiempo permite ordenar los sucesos en secuencias, estableciendo un pasado, un futuro y un tercer conjunto de eventos ni
pasados ni futuros respecto a otro. En mecánica clásica esta tercera clase se llama
"presente" y está formada por eventos simultáneos a uno dado.
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