Conceptos de Física

La física forma parte de las ciencias naturales y su estudio es de suma importancia para todo ser humano interesado en conocer el medio en el cual vive y quiera explicarse el porqué de los múltiples fenómenos.

Para llegar a la comprensión de un fenómeno físico, se debe de seguir un conjunto de pasos, pasos que se han ido desarrollando y perfeccionando a lo largo de la historia por medio de la observación y experimentación.

En esta unidad aprenderemos algunos conceptos que se tienen sobre la física y su campo de estudio, con la intensión de reflexionar y comprender los conceptos en lugar de memorizar una definición de diccionario. También veremos la necesidad de clasificar esta ciencia para facilitar su estudio y la importancia de la medición y sus errores.

1.1 Conceptos de Física

Es muy importante conocer el concepto de física, ya que te permitirá entender qué estudia, dónde se emplea, qué relación tiene con nuestro entorno, cómo ayuda su estudio al ser humano, etc.

A continuación encontrarás algunas de las concepciones que se tienen acerca de la física:

• La física es la ciencia que estudia los fenómenos que nos manifiesta la naturaleza. Este concepto se fundamenta en el hecho de que la física es una ciencia factual -del latín factos que significa “hechos”-, es decir, que trata por lo tanto del estudio de hechos naturales.

• La física es por excelencia la ciencia de las mediciones. Este concepto apunta su terminología al hecho de que el físico debe de estar constantemente realizando mediciones de los fenómenos naturales a estudiar, sobre todo para poder conocerlos y analizarlos.

• La física es una ciencia fenomenológica: sus leyes y teorías están fundamentadas en la experimentación.

Como te das cuenta, muchos de los avances científicos y tecnológicos tienen su razón de ser en el estudio de la física; por ejemplo, en medicina: es posible hacer diagnósticos clínicos por resonancia magnética nuclear, debido a los avances que se han realizado con respecto a estos instrumentos magnéticos y sus múltiples asociaciones. Por otro lado, el conocimiento de los rayos X permite detectar malformaciones en el cuerpo humano, salvando con esto varias vidas. Ahora, el hombre a conquistado el espacio exterior con mucho del apoyo de científicos dedicados a esta ciencia. Los medios de comunicación no habrían llegado hasta donde se encuentran si se desconociera el comportamiento de los campos electromagnéticos y su propagación en el espacio, mientras que en el área de la navegación, se cuenta con sensibles sonares empleados para investigar el lecho marino. Incluso, la computadora donde te encuentras en este momento leyendo este tema es tecnología que se ha logrado con el desarrollo de la física.

Ya que conoces la definición y algunas de las tantas aportaciones de la física para la vida cotidiana del ser humano, te preguntarás: ¿cómo surgió esta ciencia? ¿Quiénes participaron para su desarrollo? ¿De qué medios se valieron para iniciar el estudio? Para que puedas responderte a estas preguntas y otras que irán surgiendo, te invitamos a que leas el siguiente archivo “Historia de la Física”.

Las ciencias formales estudian la estructura de las ideas, el razonamiento, mientras que las ciencias factuales, donde se encuentra la física, estudian los hechos naturales como lo mencionamos anteriormente, pero esta ciencia a su vez también es una clasificación de acuerdo a su evolución, que es la siguiente:

Se considera como física clásica a todo el conocimiento de esta ciencia acumulado hasta antes del siglo XX, por lo cuál, encuentras a la óptica, termología, electricidad etc., mientras que la física moderna es todo aquel conocimiento construido después, en la que se concentran la mecánica cuántica y relativista.

1.3 El método científico

Como lo mencionamos anteriormente, la física estudia los fenómenos naturales y, como ciencia, debe seguir ciertos pasos para la investigación de ellos. Este conjunto de pasos ordenados que se siguen para obtener un conocimiento en el campo de la ciencia recibe el nombre de método científico.

Los pasos del método científico son:

Cuando no es posible probar parte o todo de la hipótesis propuesta, por causa de muchos factores como puede ser la limitación de nuestros sentidos o de los instrumentos de medición, la explicación del fenómeno está sustentado en modelos análogos aceptados como verdaderos, y por ende se dice que se tiene una teoría. Ejemplo: la teoría atómica de Bohr, basada en el modelo que se tiene de un sistema solar en miniatura.

Toda ciencia tiene una forma ordenada de poder encontrar la solución a los problemas que resuelve o de los fenómenos que estudia: las personas que aportaron avances a la ciencia utilizaron el método científico para llegar a las conclusiones que hoy en día forman parte de la base científica.

Ahora que ya conoces los aspectos más generales, es momento de entrar a algunas especificaciones con respecto de “las mediciones”. ¡Adelante!

1.4 Mediciones

La física nos ayuda a estudiar infinidad de cosas que suceden a nuestro alrededor, y para ello es muy importante la medición, ya que permite obtener registros de eventos o sucesos que ocurren y poder cuantificarlos, de lo contrario, poco o nada podemos decir de dichos eventos.

Por lo anterior surge la pregunta obvia: ¿Qué es medir?

Medir es: comparar una cantidad física con otra de la misma naturaleza que se ha elegido como patrón de medida (el metro para medir la longitud, la balanza también conocida como báscula para medir la masa de los cuerpos, el cronometro para medir el tiempo, etc.).

Para realizar mediciones necesitamos de una magnitud, así que hagamos una pausa para leer con atención lo siguiente

Ahora bien, ya que sabes que es una magnitud, continuemos con las mediciones que pueden ser realizadas por dos distintos métodos: la medición directa y la indirecta:

Medición directa

Es aquella que se toma de la lectura del instrumento utilizado para realizar la medición.

Ejemplos:

Medición indirecta

La medición indirecta es aquélla que se obtiene de mediciones directas y un modelo matemático (fórmula o ecuación).

Ejemplo. Para la determinación del área de una mesa, medimos primero sus lados (medición directa) y luego hacemos uso del modelo matemático

1.5 Errores en una medición

Al medir una cantidad física y compararla con su valor verdadero siempre habrá una diferencia llamada error de medición por lo que, al no existir una medición libre

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