FÍSICA

Importancia de la Física

       Muchos de nosotros pensamos que la física es algo que aprendemos en la escuela como uno de nuestros temas, y varias personas incluso lo odian. Sin embargo, la física es algo que se aplica incluso en nuestra vida diaria, y si miramos a nuestro alrededor, está presente en todas partes que no sean nuestros libros. Por eso la importancia de la física en la vida diaria no debe ser socavada.

Electricidad y circuitos eléctricos son el resultado de la física. Cada vez que escuche un rayo, es una de las leyes de la física. Si usted ve nubes en movimiento, o evaporación de gases, o copias de seguridad de su coche, en algún lugar de las leyes de la física se aplican.

        Física también puede aplicarse al cuerpo humano. El intercambio de señales eléctricas entre las neuronas se basa en las leyes de la física. Los médicos utilizan estas leyes para descifrar el comportamiento de las neuronas.

Otro ejemplo del día a día la física es lidiar con la presión. ¿Alguna vez cocidas las verduras o la carne en una olla de presión? La bandeja de obras en las leyes de la física. Cuando el aire se comprime en un vaso pequeño de la explosión a cabo es el resultado de la presión. Si alguna vez has notado el corcho de la botella de pop o se abren, es una de las leyes de la física.

Debido a las leyes de la física, es fácil entender el comportamiento de los líquidos. Usted ya sabe que cuando el agua está en su punto de ebullición, se evaporará pronto y también la tapa si está cubierto caerá abierta. Las cosas que usted sabe y da por sentado son en realidad leyes de la naturaleza llamado como la física.

En fantástica y yo que tú me meto en este mundo que a unos cuantos ha dejado maravillados luego de que se dieron un tiempo para estudiarlo y darle una oportunidad. Con esto que he mencionado creo que ya es suficiente pero si aun necesitas más, deberías conocer a los líderes de la Física, pero no en persona, si no aprendiendo del legado que nos han dejado, ellos fueron los responsables de todo lo que hoy nos rodea, sus avances científicos fueron la base para todas las maravillosas invenciones que hoy en día nos maravillan y nos hacen la vida un poco mas fácil.

Toma en cuenta cada cosa que haces al día, cuando tomas un coche, cuando te subes a un transporte, terrestre, marítimo o aereo. Cuando enciendes un artefacto eléctrico, o cuando te subes a un juego de parque de diversiones.

Allí están actuando todas las fuerzas conocidas por la física y seguramente al saber sobre ellas, podras identificarlas claramente y ver que la física no es algo que solo se tiene que estudiar para dar exámenes. La física es parte de la vida de todos y comprenderla significa comprender el mundo que nos rodea.

Ramas de la Física

La Física no solo es una ciencia natural, sino que es el estudio de la materia y su movimiento a través del espacio-tiempo y todo lo que se deriva de estos, tales como la energía y vigor . En términos más generales, es el análisis general de la naturaleza, llevada a cabo con el fin de entender cómo el mundo y el universo se comportan.

       La física se conforma como una de las más añejas disciplinas de estudio, o tal vez una de las más añejas si tomamos en cuenta que en ella se alberga la astronomía (observación del cielo en sus inicios)

En los últimos 2000 años, la física ha sido tomada en cuenta como sinónimo de la filosofía, química, matemática y biología, pero ha sido durante el siglo 16 mientras sucedía la revolución en la ciencia, que la Física surgió para convertirse en una de las ciencias modernas, con características únicas y derechos adquiridos.

Sin embargo y como toda ciencia que estudia los fenómenos que suceden en el mundo y fuera de el, su vinculación con otras ciencias es ineludible, por lo que sus límites en ciertas áreas esta algo difuso.

Ramas

• Astrofísica
• La física atómica
• Bio física
• Química Física
• La física clásica
• Física de la materia condensada
• Física Molecular
• Física Nuclear
• Óptica
• Física de Partículas
• Física Cuántica
• Termodinámica
• Astrofísica

• La cosmología , gravitación física , la astrofísica de alta energía ,Astrofísica Planetario , la física del plasma , la física espacial ,astrofísica estelar
• Big Bang , el modelo Lambda-CDM , la inflación cósmica , la relatividad general , la Ley de la gravitación universal
• Agujero Negro , la radiación de fondo cósmica , cuerdas cósmicas , Cosmos , La energía oscura , materia oscura ,galaxia , la gravedad , la radiación gravitacional , singularidad gravitacional , Planeta , Sistema Solar , estrellas , Supernova ,Universo
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Atómica, molecular y óptica física

• La física atómica , la física molecular, atómica y molecular de la astrofísica , la física química , óptica ,fotónica
• Óptica cuántica , química cuántica , ciencias de la información cuántica
• Átomo , molécula , difracción , la radiación electromagnética ,láser , la polarización , la línea espectral , efecto Casimir
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Física de partículas

• Acelerador de la física , la física nuclear , astrofísica nuclear , la astrofísica de partículas , la física de partículas fenomenología
• Modelo Estándar , la teoría de campo cuántica , la cromodinámica cuántica ,la teoría electro débil , la teoría de campo efectivo , campo de la teoría reticular, indicador de la teoría reticular , la teoría de Gauge , supersimetría ,unificación de la teoría de Grand , la teoría de las supercuerdas , la teoría M
• vigor fundamentales ( gravitatoria , electromagnética , débil ,fuerte ), las partículas elementales , Spin , antimateria , ruptura de la simetría espontánea , Brane , cuerdas , la gravedad cuántica , la teoría de todo , la energía del vacío
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Física de la materia condensada

• Física del estado sólido , la física de alta presión , temperatura física de baja , y la física mesoscópica nanoescala , la física de polímeros
• la teoría BCS , la onda de Bloch , gas de Fermi , líquido de Fermi , el cuerpo la teoría de muchos
• Fases ( gas , líquido , sólido , condensado Bose-Einstein ,superconductores , superfluido ), conducción eléctrica ,magnetismo , organización de vacaciones , la vuelta , ruptura de la simetría espontánea

Física Termodinámica

En la ciencia, la termodinámica es el estudio de la energía de conversión entre el calor y trabajo mecánico, y posteriormente las macroscópicas variables tales como temperatura , volumen y presión .

   Históricamente, la termodinámica se desarrolló a partir de una necesidad de aumentar la eficiencia de las primeras máquinas de vapor, especialmente a través de la labor del físico francés Nicolas Léonard Sadi Carnot (1824), quien cree que la eficiencia del motor eran la clave que podría ayudar a Francia a ganar las guerras napoleónicas . El primero en dar una definición concisa de la materia fue el físico escocés William Thomson , que en 1854 declaró que:

La termodinámica es el tema de la relación del calor con las fuerzas que actúan entre contiguos partes de cuerpos, y la relación de calor a la agencia eléctrica.

Dos campos de la termodinámica surgieron en las décadas siguientes. Termodinámica estadística, o la mecánica estadística, (1860) en cuestión sí mismo con estadísticas predicciones del movimiento colectivo de las partículas microscópicas de su comportamiento, mientras que la termodinámica química (1873) estudia la naturaleza de la función de entropía en el proceso de reacción química.

Interpretaciones

La termodinámica se ha desarrollado en varias ramas afines de la ciencia, cada una con un enfoque diferente.

Termodinámica clásica

La termodinámica clásica se refiere a los estados macroscópicos y propiedades termodinámicas de los sistemas grandes, cerca del equilibrio. Se utiliza en el modelo de intercambio de energía, trabajo y calor a partir de las leyes de la termodinámica. El término “clásico” refleja el hecho de que representa el nivel de conocimiento en el siglo 19. Una interpretación atómica de estos principios se proporcionó más tarde por el desarrollo de la mecánica estadística. Sin embargo, la termodinámica clásica sigue siendo una ciencia práctica y ampliamente utilizado.

Mecánica estadística

Mecánica estadística (o termodinámica estadística) surgió sólo con el desarrollo de las teorías atómica y molecular en el siglo 19 y finales de siglo 20, dando una interpretación termodinámica molecular. Este campo se refiere a las propiedades microscópicas de los átomos y moléculas individuales a las propiedades macroscópicas o la mayor parte de los materiales que se pueden observar en la vida cotidiana, lo que explica la termodinámica como un resultado natural de la estadística y la mecánica (clásica y cuántica) a nivel microscópico. Este enfoque estadístico contrasta con la termodinámica clásica, que es un enfoque más fenomenológico.

Termodinámica Química

Termodinámica química es el estudio de la interrelación de la energía con las reacciones químicas o con un cambio físico de estado dentro de los límites de la ley de la termodinámica.

Fascinante ¿verdad? Y esto no es nada, no he mencionado algunos detalles que son realmente impactantes pero, no puedo comentar todo en un solo artículo, te volveré loco, poco a poco, verás los fascinante que es la física.

Dinámica – Las Leyes de Newton

En el estudio del movimiento, la cinemática, se propone describirlo sin preocuparnos con sus causas. Cuando nos preocupamos con las causas del movimiento, estamos entrando en un área de la mecánica conocida como dinámica.

En dinámica existen tres leyes en las que todo el estudio del movimiento puede ser resumido. Estas son las conocidas 

“Leyes de Newton”

* Primera Ley de Newton – Ley de Inercia

* Segunda Ley de Newton – Principio fundamental de la dinámica

* Tercera Ley de Newton – Ley de acción y reacción

La primera ley de Newton describe lo que sucede con los cuerpos que están en equilibrio. La segunda ley explica lo que sucede cuando no existe equilibrio y la tercera ley muestra como es el comportamiento de las fuerzas cuando tenemos dos cuerpos interactuando entre si.
Para comprender mejor estas leyes, es preciso conocer algunos conceptos físicos muy importantes como la fuerza de equilibrio.

Si por ejemplo nos detenemos a observarnos nosotros mismos, seguramente en este momento estamos sentados en una silla, leyendo este texto. Justamente ahora, sobre nosotros están actuando fuerzas, pero aún con estas fuerzas trabajando, nosotros aun continuamos en nuestro lugar. Esto sucede porque ellas están cancelándose mutuamente. Podemos decir entonces que cada uno de nosotros está en equilibrio.
El reposo no es la única situación de equilibrio posible. Imagina ponerte de pie en un bus en movimiento, si el acelere, frena o realiza una curva, podremos terminar desequilibrándonos y cayendo. Pero, existe un caso en que, a pesar de estar el bus en movimiento no existirá peligro de caernos.
Esto sucederá en caso que el ómnibus ejecute un movimiento rectilíneo y uniforme (en otras palabras, cuando se mueve en línea recta con velocidad constante). En esta situación, podemos decir que el ómnibus está en equilibrio.

Los dos casos ejemplificados anteriormente ilustran situaciones de cuerpos en equilibrio. El primero muestra el equilibrio de los cuerpos en reposo, que es conocido como equilibrio estático.

El segundo muestra el equilibrio de los cuerpos en movimiento, que es conocido como equilibrio dinámico. En los dos casos tenemos algo en común que define la situación de equilibrio y ese algo en común es el hecho de que todas las fuerzas que están actuando se están anulando
Por tanto:

El equilibrio ocurre en toda situación en que las fuerzas actuantes en determinado cuerpo se cancelan.

La Primera Ley de Newton – La ley de la Inercia

En la naturaleza, todos los cuerpos presentan cierta resistencia a las alteraciones en su estado de equilibrio, sea el estático o dinámico. Imagina que tengas que patear dos bolas diferentes, una de futbol y una de boliche.

Es claro que la bola de futbol será pateada con más facilidad que la de boliche, que presenta una mayor resistencia para salir de su lugar, por lo tanto una mayor tendencia a mantenerse en equilibrio, o un mayor grado de inercia.

Se define inercia como una resistencia natural de los cuerpos a alteraciones en su estado de equilibrio.
La primera ley de Newton trata de los cuerpos en equilibrio y puede ser enunciada de la siguiente forma:

Cuando las fuerzas actuantes en un cuerpo se anulan, el permanecerá en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme.
Un objeto que reposa sobre una mesa, por ejemplo, está en equilibrio estático y tiende a permanecer en esta condición indefinidamente.
En el caso de los cuerpos en movimiento, podemos imaginar un coche en movimiento que frena bruscamente. Los pasajeros serán lanzados hacia el frente porque tienden a continuar en movimiento.

Fuerza Resultante

En nuestro cotidiano, es imposible encontrar un cuerpo sobre el cual no existan fuerzas actuando, porque el solo hecho de encontrarnos sobre la Tierra, nos hace someternos a la fuerza de gravedad.

Muchas veces estas fuerzas se anulan, lo que resulta en equilibrio. En otros casos, la resultante de las fuerzas que actúan sobre un cuerpo es diferente de cero. Cuando esto ocurre, el resultado de estas fuerzas es definido como fuerza resultante.

La determinación de una fuerza resultante no es algo simple, ya que se trata de una magnitud vectorial. Esto quiere decir que una fuerza es definida por una intensidad, una dirección y un sentido.

Como la fuerza se trata de una magnitud vectorial, no podemos determinar la fuera resultante utilizando el álgebra al que estamos acostumbrados. Entonces, es necesario conocer un proceso matemático, llamado suma vectorial.

A continuación les ilustramos los casos más conocidos para la determinación de la fuerza resultante de dos fuerzas aplicadas en un cuerpo.

Caso 1 – Fuerzas con la misma dirección y sentido

Caso 2 – Fuerzas perpendiculares

Caso 3 – Fuerzas con la misma dirección y sentidos opuestos

Caso 4 – Caso General – Ley de los Cosenos

La Segunda Ley de Newton

Cuando diversas fuerzas actúan en un cuerpo y ellas no se anulan, es porque existe una fuerza resultante. Y como se comporta un cuerpo que está bajo una fuerza resultante?

La respuesta fue dada por Newton en su segunda Ley del Movimiento. En esas situaciones Newton explicó, que el cuerpo sufrirá una aceleración. Fuerza resultante y aceleración son dos magnitudes físicas íntimamente ligadas.

La segunda ley de Newton también nos muestra como fuerza y aceleración se relacionan: esas dos magnitudes son directamente proporcionales. Esto quiere decir que, si aumentamos la fuerza, la aceleración va a aumentar en la misma proporción.

La relación de proporción entre fuerza y aceleración la mostramos a continuación:

Para que podamos cambiar la proporción por una igualdad, precisamos insertar en la ecuación de arriba, una constante de proporcionalidad. Esta constante es la masa del cuerpo en que es aplicada la fuerza resultante.

Por ello, la segunda ley de Newton es representada matemáticamente por la fórmula:

La segunda ley de Newton también nos enseña que, fuerza resultante y aceleración serán vectores siempre con la misma dirección y sentido.

Unidades de fuerza y masa en el Sistema Internacional.

Fuerza: Newton (N)

Masa: Kilogramo (Kg)

La tercera Ley de Newton

La tercera ley de Newton nos muestra como es el intercambio de fuerzas, cuando dos cuerpos interactúan entre si, sea esa interacción por contacto o por campo. Según la tercera ley, si un cuerpo aplica una fuerza sobre otro, inmediatamente el recibirá de ese otro cuerpo una fuerza de igual intensidad, igual dirección y sentido opuesto a la fuerza aplicada, como mostramos en la figura a continuación: