Fisica. HISTORIA DE LA FÍSICA, DIVISIÓN DE LA FÍSICA

INTRODUCCIÓN

La palabra física proviene del vocablo griego physiké, que significa “naturaleza”. Podemos definir a la Física como la ciencia que estudia a la materia y la energía, así como la relación que hay entre ellas.

HISTORIA DE LA FÍSICA

Tiene sus orígenes en la antigua Grecia cuando trataron de explicarse el origen del universo y el movimiento de los planetas. Aproximadamente en el año 300 a. C. Aristarco pensaba que la Tierra se movía alrededor del Sol; fue hasta el año 1500 de nuestra era cuando Galileo Galilei, científico italiano, demostró que la Tierra giraba alrededor del Sol, tal como lo había mencionado Copérnico, científico polaco. Galileo construyó su propio telescopio, descubriendo que la mayoría de las estrellas eran invisibles a simple vista, también observó que el Sol tiene un movimiento rotatorio al identificar que las manchas solares cambiaban su posición. La Santa Inquisición obligó a Galileo a retractarse de sus afirmaciones, ya que eran contrarias a las ideas religiosas, Galileo murió en 1642, año en que nació Isaac Newton, científico inglés, que describió el movimiento de los cuerpos celestes y propuso sus Leyes de la Dinámica y de la Gravitación Universal. A principios del siglo XIX, John  Dalton expresó que la materia estaba formada de pequeñas partículas llamadas átomos, idea que dio origen a la teoría atómica. En 1896 Becquerel descubrió que los átomos del elemento uranio desprendían partículas más pequeñas, con lo cual, se consideró que el átomo no era la partícula más pequeña. Los descubrimientos de la Radiactividad abrieron un nuevo campo, el estudio de la constitución del átomo. En la actualidad, el descubrimiento de nuevas partícula ha dado origen a la física nuclear.

DIVISIÓN DE LA FÍSICA

Para su estudio, la Física se divide en dos grupos: física clásica y física moderna. La física clásica estudia todos aquellos fenómenos en los cuales la velocidad es muy pequeña comparada con la velocidad de la luz. La física moderna estudia todos aquellos fenómenos que se producen a la velocidad de la luz o con valores similares.

CIENCIAS FORMALES Y CIENCIAS FACTUALES

La ciencia presenta las siguientes características:

Es sistematizable, porque emplea un método que es el científico para sus investigaciones, con esto, evita el azar, al explicar el por qué de la posibilidad de las cosas.

Es comprobable, ya que puede verificarse si es falso o verdadero lo que se propone como conocimiento.

Es falible, es decir, sus enunciados no deben considerarse como verdades absolutas, sino como enunciados que cambian constantemente sufriendo modificaciones e incluso correcciones a medida que se incrementan los conocimientos humanos y mejora la calidad de los instrumentos y aparatos de medición.

La ciencia se divide para su estudio en dos grupos:

Ciencias formales. Estudian las ideas, (Lógica y Matemáticas), su característica principal es que demuestran o prueban con base en principios lógicos o matemáticos, pero nunca confirman sus conocimientos en forma experimental.

Ciencias factuales. Estudian hechos naturales (física, química, geografía física, biología, etc.), o hechos humanos o sociales (historia, sociología, psicología social, economía, etc.). Las ciencias naturales se caracterizan porque estudian hechos debidos a una causa y que provocan un efecto; en cambio las ciencias sociales se caracterizan porque estudian hechos de imputación, debido a que son atribuibles las teorías o hipótesis a los investigadores que han realizado los estudios. En general, las ciencias factuales comprueban mediante la observación y la experimentación, sus hipótesis, teorías o leyes. Las ciencias, ya sean formales o factuales están formulando constantemente juicios de afirmación o negación con base en la observación y el razonamiento. Las ciencias formales generalmente emiten juicios deductivos, que se realizan cuando a partir de una generalidad o ley, se analiza un caso particular. Las ciencias factuales también emplean juicios deductivos, cuando al estudiar un hecho, se formulan hipótesis con base en leyes o principios previamente establecidos.

MÉTODO CIENTÍFICO Y MÉTODO EXPERIMENTAL

La Física emplea para sus investigaciones el método científico, el cual consta, generalmente de los siguientes pasos:

1. Observación del fenómeno.
2. Planteamiento de la hipótesis.
3. Planteamiento del problema.
4. Investigación bibliográfica.
5. Diseño de experimentación.
6. Experimentación.
7. Análisis de resultados.
8. Conclusiones.

El método científico se define como un conjunto de pasos que permiten el planteamiento y la verificación de las hipótesis científicas.

El método científico experimental es el empleado por las ciencias factuales, que necesitan de la experimentación para probar la validez e sus postulados. Durante la experimentación se modifican conscientemente las diversas variables que afectan el fenómeno que se experimenta.

MATERIA Y SUS PROPIEDADES

Materia. Es todo lo que ocupa un lugar en el espacio.

La materia está formada por átomos, que a su vez, están formados por protones, neutrones y electrones. Un átomo es la partícula más pequeña en que se puede dividir a la materia y conserva sus propiedades originales y que puede entrar en combinación química.

La materia se presenta en tres estados de agregación:

Sólido. Si la fuerza de cohesión entre las moléculas es mayor que la energía cinética.

Líquido. Si la fuerza de cohesión y la cinética son aproximadamente iguales.

Gaseoso. Si la energía cinética de las moléculas es mayor que la de cohesión.

El plasma que se puede considerar como un cuarto estado de agregación de la materia se presenta cuando se suministra calor excesivo a una sustancia (millones de grados de temperatura), en estas circunstancias, las moléculas se rompen al chocar los átomos y perder sus electrones, dando origen a un gas ionizado, por ejemplo en el Sol o en las explosiones nucleares.

PROPIEDADES GENERALES DE LA MATERIA

Son aquellas que presentan todos los materiales y por lo tanto no permiten diferenciar a una materia de otra.

Extensión. Todo cuerpo ocupa una porción de espacio llamado volumen.

Inercia. Es la propiedad que tienen todos los cuerpos de oponerse a los cambios de estado de movimiento o de reposo.

Elasticidad. Es la propiedad que permite a la materia recuperar su estado original después de aplicársele una  fuerza de deformación.

Masa. Es la cantidad de materia que posee un cuerpo.

Divisibilidad. Toda la materia puede fragmentarse al vencer las fuerzas intermoleculares que las mantienen unidas.

Volumen. Es el espacio que ocupa un cuerpo.

Porosidad. Son los espacios vacíos que quedan entre las moléculas de un cuerpo, independientemente del estado de agregación que se tenga.

Peso. Es la fuerza con que la Tierra atrae a la materia.

Impenetrabilidad. Dos cuerpos no pueden ocupar el mismo espacio en el mismo tiempo.

Energía. Es la capacidad para producir un trabajo.

PROPIEDADES PARTICULARES DE LA MATERIA.

Son aquellas características que presenta un grupo de materia.

Maleabilidad. Propiedad de los metales que permite transformarlos en láminas.

Ductilidad (Ductibilidad). Propiedad de los metales que permite transformarlos en hilos o alambres al fundirlos.

Tenacidad. Propiedad que permite doblar un material sin romperlo.

Dureza. Propiedad de permite rayar a otros materiales.

PROPIEDADES CARACTERÍSTICAS

Son aquellas que permiten identificar a una sustancia de otra, ya que cada materia presenta características que la diferencian de las demás.

Propiedades características físicas. Si la sustancia no cambia a otra diferente.

Densidad. Es la masa en gramos de un centímetro cúbico de una sustancia.

p = m

       v

donde:         p = densidad en Kg.

                                       m3

                m = masa en Kg.

        v = volumen en m3

TABLA DE VALORES DE DENSIDAD DE ALGUNAS SUBSTANCIAS

Punto de fusión. Temperatura a la cual una sustancia pasa del estado sólido al líquido. El punto de fusión de una sustancia siempre será el mismo a una presión determinada. El punto de fusión es igual al punto de solidificación.

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