Ciencia De La Fisica

Unidad 1. Introducción a la física

Presentación de la unidad

"Lo importante es no dejar de hacerse preguntas"

Albert Einstein (1879-1955)

Científico alemán

La presente unidad te permitirá: Dimensionar la importancia de la física y su relación con diversas áreas de conocimiento, además del impacto que ejerce dentro de la ingeniería, recordar los conceptos básicos, así como las unidades, magnitudes físicas y herramientas matemáticas que son la base para poder resolver problemas (ya sea de la industria o bien de tu vida cotidiana) que te presentaremos en las siguientes unidades.

¿Estás listo para comenzar? ¡Adelante!

Propósito de la unidad

• Identificarás el campo de acción de la física, sus conceptos básicos y las herramientas elementales de las que se vale para poder describir, explicar y predecir la naturaleza.

Competencia específica

• Identificarás el rango de acción de la física clásica y sus herramientas básicas (matemáticas) para describir su aplicación en las carreras de desarrollo tecnológico, mediante ejemplos de la vida cotidiana.

1.1.¿Qué es la física?

Te has preguntado ¿qué es la física? o ¿para qué sirve la física?

Existen varios factores por los cuales la física puede o no atraerte. En esta unidad se pretende mostrar que la física es la ciencia que se puede tocar, mover, escuchar, etc. Al final, te darás cuenta que no es complicado, sólo es cuestión de observar nuestro alrededor e identificar los principios físicos que permiten construir explicaciones de nuestro mundo.

La física, al igual que otras disciplinas, se inició en Grecia y a lo largo de la historia ha tenido gran evolución. Su estudio se divide en dos grandes etapas o períodos históricos:

Física clásica Física moderna

• Mecánica

• Electricidad y magnetismo

• Termodinámica

• Óptica y acústica • Mecánica cuántica

• Física nuclear

• Relatividad

Clasificaciones de la física

Física clásica

La clasificación de la física clásica puede variar dependiendo del autor que se consulte, cada una de las clasificaciones te proporcionará los conocimientos necesarios para tu formación integral como ingeniero. Por ejemplo, podrás aplicar la física clásica en la optimización de la energía.

En este momento no ahondaremos en dicha clasificación, podrás hacerlo de manera paulatina con el estudio de cada una de las diferentes unidades.

Física moderna

La física moderna se encarga del estudio de la naturaleza y de la estructura de las partes últimas de la materia. Sin embargo, en cuanto más avanzan los conocimientos, los límites entre estas partes resultan más y más formales e incluso arbitrarios. Por esta razón, su estudio parece, cuando no imposible, una tarea difícil y compleja.

No obstante, resulta posible su descripción mediante una serie de conceptos que, si se eligen bien, no resultan tan numerosos para formar un esquema conceptual.

Por el momento no profundizaremos más en el estudio de la física moderna, ya que, por su grado de complejidad, se requiere de otro curso para detenernos en sus particularidades.

1.1.1. Definición de física

De manera conceptual se puede decir que:

La física es la ciencia natural que estudia los cambios o fenómenos que puede sufrir la materia sin que se altere o modifique su estructura molecular.

¿Recuerdas qué es un fenómeno?

Un fenómeno es cualquier cambio que se genera en la naturaleza y existen dos tipos de fenómenos: los físicos y los químicos.

Observa con atención las siguientes imágenes y reflexiona: ¿Por qué las imágenes que se encuentran a la izquierda son acciones consideras como un fenómeno físico y las imágenes de la derecha son consideradas como un fenómeno químico?

Los fenómenos físicos son los que se producen sin alterar la estructura molecular o íntima de la materia, por ejemplo, en las imágenes pudiste observar una persona levantando un objeto, este acto, no modifica la estructura del objeto.

Los fenómenos químicos sí provocan un cambio en la estructura molecular de las substancias; la manzana mordida de la imagen, está oxidada, esta reacción sí altera la estructura de la manzana.

Hay ocasiones en las que es difícil distinguir dichos fenómenos, ya que suelen mezclarse, por tales motivos es necesario que observes y recuerdes los principios y las leyes de la física que se presentarán a lo largo del curso.

1.1.2. Física y su relación con otras disciplinas

La física, al igual que otras disciplinas, se inició en Grecia. En esta época no se distinguía entre las actividades científicas y filosóficas, mucho menos entre diferentes tipos de ciencias o distintas ramas de la filosofía, tal como se hace en la actualidad, sino que todo el conocimiento se englobaba en el término genérico de "filosofía natural".

¿Alguna vez has estudiado o leído sobre el tema? Gracias al origen de las disciplinas nos percatamos de que están intrínsecamente relacionadas y esto nos permite comprender el entorno.

Las principales disciplinas con las que la física tiene una relación directa son:

A lo largo de tu formación te percatarás de la importancia de la relación de la física con otras disciplinas. Dicha relación es la base para la ingeniería que se encarga de generar tecnología, que por lo regular es para el uso cotidiano, por ejemplo la computadora que estás utilizando en este momento.

1.1.3. Ejemplos de aplicación de la física en ingeniería

Alguna vez has visto en un taller mecánico que los autos son levantados mediante un artefacto llamado prensa hidráulica. ¿Cómo es posible que se puedan levantar objetos pesados con cierta facilidad?

La respuesta, sin duda alguna, se encuentra en la física y para ser más específicos, en la hidrostática. El principio físico del que se obtiene la prensa hidráulica se llama Principio de Pascal y enuncia lo siguiente:

"La presión aplicada a un fluido encerrado se transmite de forma íntegra a todas las partes de él y a las paredes del recipiente donde se encuentra."

El concepto fundamental del Principio de Pascal es el de presión. Para que tengas una idea más clara de lo que significa, lee el siguiente ejemplo:

A todos nos han pisado alguna vez, sin embargo algunos pisotones duelen más que

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