La Física como ciencia

La Física es una ciencia natural que estudia los fenómenos físicos y la determinación de las leyes que rigen esos fenómenos.

Un fenómeno es todo cambio que se produce en la naturaleza. Se clasifican en físicos y químicos.

Un fenómeno físico es aquel que se produce sin alterar la estructura íntima de la sustancia, por ejemplo: la caída de un cuerpo, la compresión de un gas, la disolución de una sal, la flotación de un cuerpo, etc.

Un fenómeno químico es aquel que se produce alterando o modificando la estructura íntima de las sustancias que intervienen en dicho fenómeno, por ejemplo: la oxidación de un metal, la combustión de la madera, la reacción entre un ácido y un metal, etc.

La Física actual por ser una de las disciplinas más antiguas se compone de las siguientes partes: 

Dentro del estudio de La Física Clásica se encuentran: 

-Mecánica 

-Termodinámica 

-Mecánica Ondulatoria 

-Electromagnetismo 

Dentro del estudio de La Física Moderna se encuentran: 

-Relatividad 

-Mecánica Cuántica 

-Física De Partículas 

-Gravitación 

Dentro del estudio de La Física Contemporánea se encuentran: 

-Termodinámica Fuera del Equilibrio 

-Dinámica No Lineal 

-Sistemas Complejos 

-Física Mesoscopica 

-Nano-Física

EL MÉTODO DE LA FÍSICA

La Física como ciencia natural emplea para el estudio de los fenómenos, el método científico experimental inductivo. Este método se fundamenta en la observación y en la experimentación.

Observación: consiste en observar el fenómeno en las condiciones que el mismo se produce. Esta observación puede ser cualitativa en la que no es necesario tomar medidas, pero también puede ser cuantitativa, para lo cual se usan instrumentos sensibles y precisos como la lupa, el microscopio, el termómetro, el telescopio, el voltímetro, etc.

Experimentación: es más activa que la observación. Se trata de repetir el fenómeno en el laboratorio para confirmar o desechar las hipótesis que se hayan elaborado.

Medición: la observación como la experimentación se realizan a través de mediciones, expresadas por números y unidades. Todas las medidas están afectadas por errores, por lo tanto, es necesario tomar precauciones y usar instrumentos de medidas precisos. En otras palabras, es comparar dos objetos de la misma naturaleza, uno de los cuales es elegido como unidad patrón para ver cuántas veces está contenido en el otro que se quiere medir, como por ejemplo si se quiere medir el largo de una sala es posible utilizar el lápiz o la cuarta de la mano como instrumento de medición y contabilizar cuantas de estas unidades contiene el largo de la sala.

Hipótesis: es la suposición que trata de explicar o interpretar el fenómeno observado. Ley Física: cuando la experimentación confirma la hipótesis, se establece una relación cuantitativa entre causa y efecto, denominada Ley Física.

Teoría: cuando un trabajo científico ha finalizado, los resultados a los que llega tienen valor universal, es decir, basándonos en ellos podemos predecir que siempre que se den las mismas condiciones en las que se ha trabajado, se producirá el mismo fenómeno que se ha observado y explicado. Esto es, una Teoría científica, que tiene valor universal, ya que se comprobó repetidas veces en el laboratorio. Puede darse en el futuro que una experiencia haga que la Teoría no se confirme o que la contradiga, en ese caso, queda sin validez.

Ejemplo de aplicación del método científico: La observación permite afirmar que los cuerpos caen hacia la superficie terrestre. La experimentación demuestra que la caída de los cuerpos se cumple siguiendo la dirección de la vertical. Dejando caer esferas de igual tamaño desde una misma altura y midiendo el tiempo de cada caída se comprueba que los tiempos son iguales.

Conclusión: Los cuerpos caen siguiendo la dirección vertical y con la misma velocidad.

Hemos formulado una hipótesis (suposición). Experiencias posteriores permitirán desecharla o confirmarla. Si ocurre esto último la hipótesis queda como Ley Física.

Además, es importante que conozcas otra serie de conceptos y definiciones que son muy importantes en la Física y en especial al momento de realizar medidas durante la experimentación, calculo o Graficación, y algunos de estos son:

Sistema de referencia: Lo constituye todo cuerpo (punto o lugar físico) fijo o móvil necesario para poder realizar una medición, éste concepto es de carácter relativo ya que depende de la persona que realiza la medición, desde el punto de vista matemático todo sistema coordenado constituye un sistema de referencia.

Magnitud física: Es la propiedad de la materia de ser susceptible a medición, esto significa que es posible cuantificar la materia, por ejemplo es posible medir: longitud (centímetro, metro, kilómetro, ...); superficie (cm², m², pie²,  ....); y otras muchas que más adelante estaremos explicando y desarrollando.

Magnitudes fundamentales: son todas aquellas magnitudes físicas que quedan completamente definidas con solo una unidad de medida y ésta no se constituye por medio del producto y/o cociente entre otras unidades, como por ejemplo: unidades de longitud (centímetro, metro, kilómetro, ... ); unidades de masa (g, Kg. , ton ,...); unidades de tiempo ( s , h ,día ... ); unidades de temperatura (ºC ,ºK , ºF ), etc.

Magnitudes derivadas: son todas aquellas magnitudes físicas que se definen en función de las fundamentales a través del producto y/o el cociente, como por ejemplo: unidades de superficie (cm²,m², pie²,  ....);  unidades de volumen (m³,cm³, dm³...) ; unidades de densidad (kg/m³, g/cm³, kg/dm³...) y otras.

Sistemas de unidades de medida: Consisten de un conjunto de sólo unidades fundamentales de medidas que son elegidas a nivel de acuerdos internacionales entre científicos con el fin de establecer una buena comunicación en lo que a medidas se refiere. Existen distintos sistemas de unidades de los cuales uno de los más utilizados durante el desarrollo de nuestras clases y actividades académicas es:

Sistema Internacional (SI): es el más utilizado a nivel mundial y considera 7 unidades fundamentales, estas son: Longitud, Masa, Tiempo, Temperatura, Intensidad de corriente, Intensidad luminosa y Cantidad de materia. Además, posee un sistema de Unidades SI derivadas; éstas unidades que se derivan de las unidades básicas y son: Energía, Fuerza, Potencia, Carga eléctrica y muchas otras. 

Para reflexionar y elaborar en tu cuaderno:

1- A continuación, te dejo un documento de PDF para que lo leas y realices un texto tipo sintesis no menor a 30 líneas, resaltando los principales aspectos e ideas del autor:

DESCARGAR PDF LA FÍSICA : UNA PASIÓN

2- ? Puedes considerar a la Física una " Ciencia Muerta"?. Justifica tu respuesta.

3- ? Dentro del campo de estudio de la Física actual, entra el estudio de los Fenómenos naturales y los Fenómenos Artificiales? . Justifica tu respuesta.

4- ? Por qué se dice que la Física es una de las disciplinas más antiguas?. Justifica tu respuesta.

5- ? El método científico lo podrías utilizar en tu vida cotidiana? Explica y Justifica a través de un ejemplo sencillo.