Bienvenidos al apasionante mundo de la física....
¿Por qué
estudiar física?
La física
es la ciencia fundamental sobre la cual se cimientan las demás ciencias
naturales y de ingeniería. Todas las innovaciones tecnológicas desde las
computadoras, televisión, equipos de tomografía computarizada, teléfonos
celulares, autos, trenes de alta velocidad, etc. parten de la física
básica. Una buena compresión de los conceptos fundamentales de la física
te dará una base sólida sobre la cual construir conocimiento avanzado en
ciencias e ingeniería.
El
estudio de la física te ayudará a comprender muchas cuestiones de nuestro mundo
cotidiano como el movimiento de una pelota en caída libre y de lo no tan cotidiano
o “exótico” como los agujeros negros por poner el otro extremo.
La física
es la ciencia que trata de la materia y energía del espacio y del tiempo. Incluye
los principios que gobiernan el movimiento de las partículas y las ondas, los átomos
y los núcleos atómicos hasta las galaxias que forman nuestro universo.
La física
usa el lenguaje de las matemáticas y le da vida a conceptos abstractos del
algebra, trigonometría, cálculo, etc. El pensamiento analítico y la metodología
en la resolución de problemas que te enseñaremos aquí te ayudará a abordar problemas
en el resto de tu vida. Así que te ánimos a que nos acompañes en esta ¡aventura!.
Comenzaremos
el estudio de la física examinando los objetos en movimiento. Galielo Galilei
(1564-1642) considerado el padre del método científico, llevo a cabo estudios
del movimiento hace más de 400 años, utilizando la experimentación y con ello
dio lugar al nacimiento de la física, echando por tierra la concepción filosófica
aristotélica que reino durante casi 2000
años sobre el movimiento. Unos cien años
después Sir Issac Newton generalizó los resultados experimentales de galileo en
sus tres famosas leyes fundamentales del movimiento.... un poco de historia.
Comenzaremos con el estudio de la cinemática, es una subdivisión de una rama de la física que se llama mecánica, esta se encarga de estudiar el movimiento y sus causas. Mientras que la cinemática se encarga de estudiar el movimiento de los objetos sin considerar las causas que los
originan.
Asumiremos el caso más simple, el movimiento de una partícula en una línea recta, consideramos al objeto como una partícula material, es decir un punto con masa. Si deseamos estudiar el movimiento de un auto en una carretera horizontal y recta, podemos considerarlo como una partícula cuya posición puede describirse con un punto, de igual manera si deseamos estudiar el movimiento de una molécula, persona, avión e inclusive galaxia se ignora las dimensiones y se consideran como puntos.
Si queremos estudiar el movimiento de los objetos pues la primera pregunta que debemos hacernos es ¿que es el movimiento?
Definimos el movimiento como el cambio en la posición que experimenta un objeto durante un intervalo de tiempo con respecto a un sistema de referencia. Hemos introducido los terminos posición, intervalo de tiempo y sistema de referencia veamos en que consiste cada uno de ellos a traves de un ejemplo.
Un sistema de referencia corresponde a un punto físico de observación desde el cual se puede describir la posición y movimiento de un cuerpo. Generalmente es un conjunto de coordenadas.
En la imagen vemos un objeto que se mueve siguiendo la
trayectoria mostrada con la curva roja con la letras A y B. Hemos dibujado el sistema de coordenadas cartesianas (X;Y) y
nos paramos como observadores en el origen del sistema con coordenadas
(0,0) para estudiar el movimiento. La posición se define
como un vector que une el origen del sistema de referencia con el lugar
geométrico que ocupa el objeto en un instante de tiempo dado. En la figura RA es el vector posición que va desde el origen
al punto A y RB es el vector posición que va desde del origen al punto B
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