FISICA EN LA INGENIERIA

Antecedentes

HISTORIA

Desde la antigüedad las personas han tratado de comprender la naturaleza y los fenómenos que en ella se observan: el paso de las estaciones, el movimiento de los cuerpos y de los astros, etc. 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", como la hecha por Ptolomeo - "La Tierra está en el centro del Universo y alrededor de ella giran los astros" - perduraron cientos de años.

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. Usando el plano inclinado descubrió la ley de la inercia de la dinámica y con el telescopio observó que Júpiter tenía satélites girando a su alrededor.

En el Siglo XVII Newton (1687) formuló las leyes clásicas de la dinámica (Leyes de Newton) y la Ley de la gravitación universal de Newton.

A partir del Siglo XVIII se produce el desarrollo de otras disciplinas tales como la termodinámica, la mecánica estadística y la física 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. Una de las predicciones de esta teoría es que la luz es una onda electromagnética. A finales de este siglo se producen los primeros descubrimientos sobre radiactividad dando comienzo el campo de la física nuclear. En 1897 Thomson descubrió el electrón.

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 1915 Einstein extendió la Teoría de la Relatividad especial formulando la Teoría de laRelatividad general, la cual sustituye a la Ley de gravitación de Newton y la comprende en los casos de masas pequeñas. Planck, Einstein, Bohr y otros desarrollaron la Teoría cuántica a fin de explicar resultados experimentales anómalos sobre la radiación de los cuerpos.

En 1911 Rutherford dedujo la existencia de un núcleo atómico cargado positivamente a partir de experiencias de dispersión de partículas.

En 1925 Heisenberg y en 1926 Schrödinger y Dirac formularon la Mecánica cuántica, la cual comprende las teorías cuánticas precedentes y suministra las herramientas teóricas para la Física de la materia condensada. Posteriormente se formuló la Teoría cuántica de campos para extender la Mecánica cuántica de manera consistente con la Teoría de la Relatividad especial, alcanzando su forma moderna a finales de los 40 gracias al trabajo de Feynman, Schwinger, Tomonaga y Dyson, quienes formularon la Teoría de la Electrodinámica cuántica. Asimismo, esta teoría suministró las bases para el desarrollo de la Física de partículas.

En 1954 Yang y Mills desarrollaron las bases del Modelo estándar. Este modelo se completó en los años 70 y con él fue posible predecir las propiedades de partículas no observadas previamente pero que fueron descubiertas sucesivamente siendo la última de ellas el quark top. En la actualidad el modelo estándar describe todas las partículas elementales observadas así como la naturaleza de su interacción.

FISICA EN LA INGENIERIA

LA IMPORTANCIA DE LA FÍSICA EN LA INGENIERIA

La física se define como la ciencia que investiga los conceptos fundamentales de lamateria, la energía, el tiempo y el espacio, así como las relaciones que hay entre ellos.Sin la física no podría haber ingeniería. Los conocimientos que ha generado, tanto de lamecánica; la termodinámica; la acústica; el electromagnetismo; como de la óptica; elestudio de la física es la base para el desarrollo de cualquier ingeniería, ya sea civil,mecánica, de telecomunicaciones o de sistemas, no se podría construir absolutamentenada, por lo menos que sea seguro, sin los conocimientos que la física proporciona.

PRINCIPALES

CAMPOS DE LA FISICA:

Acústica

Estudia las propiedades del sonido.

Física atómica

Estudia la estructura y las propiedades del átomo.

Criogenia

Estudia el comportamiento de la materia a temperaturasextremadamente bajas.

Electromagnetismo

Estudia los campos eléctrico y magnético, y las cargas eléctricas que losgeneran.

Física de partículas

Se dedica a la investigación de las partículas elementales.

Dinámica de fluidos

Examina el comportamiento de los líquidos y gases en movimiento.

Geofísica

Aplicación de la física al estudio de la Tierra. Incluye los campos de lahidrología, la meteorología, la oceanografía, la sismología y la vulcanología.

Física matemática

Estudia las matemáticas en relación con los fenómenos naturales.

Mecánica

Estudia el movimiento de los objetos materiales sometidos a la acción defuerzas.

Física molecular

Estudia las propiedades y estructura de las moléculas.

Física nuclear

Analiza las propiedades y estructura del núcleo atómico, las reaccionesnucleares y su aplicación.

Óptica

Estudia la propagación y el comportamiento de la luz.

Física del plasma

Estudia el comportamiento de los gases altamente ionizados (concarga eléctrica).

Física cuántica

Estudia el comportamiento de sistemas extremadamente pequeños y lacuantización de la energía.

Materia condensada

Estudia las propiedades físicas de los sólidos y los líquidos.

Mecánica estadística

Aplica principios estadísticos para predecir y describir el comportamientode sistemas compuestos de múltiples partículas

FUNCION SOCIAL DE LA FISICA

El papel de la física en nuestra sociedad moderna

La física toca todos los aspectos de nuestras vidas. Implica el estudio de la materia, la energía y sus interacciones. Como tal, es un área de la ciencia que corta de manera transversal todas las demás materias. Otras ciencias dependen de los conceptos y las técnicas desarrolladas a través de la física. Otras disciplinas

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