LA
FÍSICA
La
física es entre todas las ciencias naturales, la más general y ambiciosa: intenta
explicar, sobre la base de la menor cantidad posible de principios, todos los
fenómenos del universo. Este proceso no es sencillo y, a veces, hasta resulta imposible
en la práctica, pero es la guía de trabajo que todo físico persigue como el
ideal.
Un
físico intenta develar las leyes básicas que siguen la materia y la energía en
cualquiera de sus formas. Se ocupa de la composición, forma, estructura,
creación, aniquilación, interacción, movimiento. Trata con estrellas, átomos
luz, posición, tiempo, sonido, máquinas, gases, campos, núcleos, partículas
elementales indivisibles (como quarks).
Toda
la materia y energía del universo y su interacción son objeto de estudio de la
física.
Cuanto
más sencillos son los términos en que se formula una teoría, más satisfactoria
resulta, pues esto permite conectarla con otros sistemas diferentes,
constituidos por los mismos términos elementales.
LAS RAMAS DE LA FÍSICA
La
física logra interpretar con las mismas herramientas cosas tan diferentes como
el brillo de las estrellas, el funcionamiento del cerebro o el movimiento del
agua de un arroyo. De acuerdo con el área de interés de estudio, podemos
dividir la física en varias ramas, algunas de las cuales son:
v Física de partículas:
estudia la estructura más elemental de la materia, cómo están formadas las
partículas más pequeñas e indivisibles.
v Astrofísica:
estudia la estructura del cosmos, cómo se originó el universo, cómo están constituidos
los cuerpos celestes y la radiación cósmica. Está íntimamente relacionada con
la física de partículas.
v Física nuclear:
estudia la constitución del núcleo de los átomos y la energía relacionada con
ellos.
v Física del estado sólido:
estudia las propiedades de los materiales sólidos, en todos sus aspectos,
mecánicos, eléctricos, ópticos, térmicos. Ésta es una rama muy relacionada con
las aplicaciones prácticas y a la que se dedica un gran porcentaje de los
físicos del mundo.
EL TRABAJO CIENTÍFICO
El
trabajo de los científicos se caracteriza por ser un trabajo planificado, con
unos objetivos iniciales y unas fases o etapas que habitualmente, aunque no
siempre, se dan en un cierto orden, unas a continuación de otras. Este trabajo
planificado permite a los científicos abordar problemas, explicar fenómenos,
realizar descubrimientos y obtener conclusiones de carácter general.
Cuando
un científico o grupo de científicos trata de estudiar algún fenómeno de la
Naturaleza, normalmente comienza por planteárselo como una cuestión cuya
respuesta desconoce. Es decir, que las personas conciben la búsqueda de la
explicación de un hecho como si se planteara un problema al que se debe
encontrar una solución.
Para
realizar su trabajo, los científicos no parten de cero, sino que en sus
investigaciones aprovechan los conocimientos consolidados que existen sobre el
objeto de estudio. Por ello se dice que es acumulativa, hasta cierto punto, es
decir, que los nuevos conocimientos se construyen sobre los anteriores y, de
esta forma, dicho conocimientos se van ampliando.
El
científico, en su trabajo, realiza observaciones de tipo cualitativo en las que
no es necesario tomar medidas. En estas observaciones se analiza un determinado
fenómeno intentando establecer por qué motivo se produce, que factores
intervienen en él, qué relación tiene con otros fenómenos. Pero siempre que
puede, el científico efectúa también medidas rigurosas y precisas en las que
cuantifica y, si es posible, formula matemáticamente sus observaciones y sus
conclusiones.
MAGNITUDES FÍSICAS
La
medida consiste en establecer relaciones cuantitativas entre las diversas
variables que intervienen en los fenómenos que tienen lugar en la naturaleza.
Aquellas propiedades que caracterizan a los cuerpos o a los fenómenos
naturales, y que son susceptibles de ser medidas, reciben el nombre de
magnitudes físicas. Así, la longitud, la masa, la velocidad, el tiempo o la
temperatura entre otras, son ejemplos de magnitudes físicas, mientras que otras
propiedades, como el olor, el sabor, la bondad, la belleza, no son magnitudes
físicas, ya que no se pueden medir.
Entre
las magnitudes físicas hay algunas que son independientes de las demás y
reciben el nombre de magnitudes fundamentales. Este es el caso de la longitud,
la masa y el tiempo.
Aquellas
otras magnitudes que se definen a partir de las magnitudes fundamentales
reciben el nombre de magnitudes derivadas. Éste es el caso, por ejemplo, de la
velocidad, que se define mediante una relación entre la unidad de longitud y la
unidad de tiempo.
EL PROCESO DE MEDICIÓN
La
medida es la operación que consiste en comparar una magnitud física con una
cantidad fija de la misma naturaleza, cantidad que se toma como unidad.
Resulta
habitual que las magnitudes físicas se midan utilizando instrumentos
calibrados. Así, la masa de un cuerpo se puede medir en una balanza de
platillos comparándola con la de otros cuerpos de masa conocida, pero también
se puede medir en balanzas que llevan incorporado algún tipo de calibrado. Como
resultado de toda medida, a la magnitud que se ha medido se le asigna un número
y una unidad.
LOS SISTEMAS DE UNIDADES
El
Sistema Internacional de Unidades (SI) es un conjunto de unidades de magnitudes
fundamentales a partir del cual se puede expresar cualquier unidad de una
magnitud derivada. En virtud de un acuerdo firmado en 1960 en la mayor parte
del mundo se utiliza el Sistema Internacional. Las unidades fundamentales en
este sistema de unidades, longitud, masa y tiempo respectivamente, son: el
metro, el kilogramo y el segundo.
También
está en uso, en menor escala, el Sistema Británico de unidades de medidas, que
se utiliza ampliamente en América del Norte Y Gran Bretaña. Las unidades
fundamentales son el pie, la libra y el segundo, para la longitud, la masa y el
tiempo respectivamente.
LAS MAGNITUDES FUNDAMENTALES
El
metro (m) es la unidad básica de
longitud en el Sistema Internacional. Durante mucho tiempo se tomó como
definición de metro la distancia que hay entre dos marcas hechas en una barra
de platino e iridio (distancia denominada metro patrón) que se conserva en la Oficina
Internacional de Pesas y Medidas de Sevres, Paris.
A
partir de 1983, las unidades básicas del Sistema Internacional se definen en
función de constantes invariables. En particular, la definición de metro es la
siguiente: un metro es la distancia que recorre la luz en el vacío en un tiempo
de 1/299 972 458 de segundo.
El
kilogramo (kg) es la unidad básica
de masa en el Sistema Internacional. El kilogramo es la masa de un bloque de
platino e iridio (bloque denominado kilogramo patrón) que se conserva en la
Oficina Internacional de Pesas y Medidas de Sevres, Paris.
El
segundo (s) es la unidad básica de
tiempo en el Sistema Internacional. Durante mucho tiempo, el segundo se ha
definido como 1/86 400 del día solar medio, pero la definición actual es la siguiente:
un segundo es la duración que tiene 9 192 631 770 períodos de una determinada
radiación de cesio-133.
