FÍSICA Notación científica

FÍSICA

Notación científica.

La notación científica también denominada patrón o notación en forma exponencial es una forma de escribir los números que acomoda valor Es demasiado grande o demasiado pequeños para ser convenientemente escrito de manera convencional el uso de esta notación se basa en potencia de 10,  el número del exponente es la cantidad de ceros que lleva el número, si este número es negativo los teros van hacia la izquierda si este número es positivo lo0 van hacia la derecha.

Veamos algunos ejemplos: 

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La física y sus ramas

La física trata de galaxias, estrellas, átomos, luz, láser, gravedad, electricidad, posición, tiempo, sonido, velocidad, magnetismo, partículas sub-atómicas, etc.  Procura descubrir las leyes básicas que rigen a la materia y la energía en cualquiera de sus formas.

Entre las herramientas de la física, son muy importantes: la matemática, la informática y la electrónica.

La matemática es el lenguaje preciso y económico que permite tratar los datos obtenidos en forma cuantitativa.

Los recursos informáticos, la tecnología electrónica y la instrumentación eléctrica son esenciales para el trabajo cotidiano de un físico. La computadora, además de su utilidad para los cálculos, permite realizar simulaciones que la convierte en un laboratorio virtual.

La física clásica newtoniana se divide en cinco grandes ramas: la mecánica, la termología, la electricidad, la acústica y la óptica.

La mecánica estudia el movimiento; la termología los fenómenos relacionados con el calor; la electricidad las propiedades de la fuerza eléctrica; la acústica los fenómenos relacionados con el sonido y la óptica las propiedades de la luz.

El método científico o experimental

Las etapas o procesos del método científico comienzan por: la observación metódica y sistemática de los fenómenos y hechos que suceden en el mundo que nos rodea. Como resultado de esta observación se generan diversas interrogantes y dudas que se van al planteamiento un problema concreto.

Una vez definido el problema el observador, con toda la información disponible, da una respuesta probable al cuestionamiento planteado: es decir que fórmula la hipótesis.

De acuerdo con la hipótesis formulada es posible prever consecuencias que habrán de presentarse en los hechos y fenómenos que se investigan; es decir establecer predicciones.

Luego debe verificarse si estás predicciones son correctas para lo cual se realiza la experimentación.

El trabajo experimental proporciona resultados que el investigador somete al análisis y a la interpretación.

De este modo se llega a elaborar las conclusiones correspondientes a la investigación realizada. Cuando la conclusión no demuestra la corrección de la hipótesis formulada, es necesario plantear nuevas hipótesis y reiniciar las acciones destinadas a verificar su validez.

En cambio si la conclusión confirma la hipótesis y puede ser aplicada a todos los fenómenos semejantes, se está en presencia de una generalización; la cual a su vez puede llevar a la formulación de una ley o de un principio con los cuales se elaboran teorías.

El lenguaje de la física: matemática

Cuando se estudia por ejemplo la velocidad de un auto, es necesario determinar el espacio recorrido y el tiempo con la mayor exactitud y precisión posible; es por ello que se representan por medio de símbolos tales como x,v,d,t respectivamente. Esto nos indica que  los conceptos básicos se representan mediante símbolos matemáticos; en otras palabras la física emplea el lenguaje de la matemática.

La representación matemática del ejemplo anterior es:

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La energía.

La energía es uno de los conceptos básicos para el aprendizaje de la física, por lo tanto la identificación de su forma y manifestaciones,  así como la comprensión de los principios que rigen su transformación,  conservación y degradación contribuyen a conformar estructuras conceptuales fundamentales para el análisis y la explicación de los distintos procesos.

¿Qué es la energía?

En física este concepto es fundamental para interpretar diversos fenómenos naturales.

Cuando un tractor arrastra un acoplado; una persona eleva un cuerpo a cierta altura; un martillo, al que se ha impreso una velocidad conveniente, hunde un clavo en una madera;  es decir,  cuando se realiza un trabajo,  es necesario disponer de algo que llamaremos energía. Por lo tanto un cuerpo o conjunto de cuerpos posee energía cuando es capaz de realizar un trabajo. No hay tarea que se pueda efectuar sin utilizar energía.

A partir de esta observación,  se puede dar la siguiente definición:

¿Cuáles son las formas de la energía?

Veamos unos ejemplos: una piedra ubicada en la cima de una montaña tiene energía mecánica potencial: cuando cae,  choca otras piedras y las hace rodar. Una motocicleta que está andando tiene energía mecánica cinética: se deforma y produce daños al chocar contra otro cuerpo.  La luz solar tiene energía radiante: hace crecer las plantas. El agua caliente tiene energía calórica: acciona un motor a vapor. La batería tiene energía eléctrica: calienta el filamento de una lámpara. El viento tiene energía eólica: hace girar las ruedas de un molino de agua. El agua  de una represa tiene energía hidráulica: hace girar las turbinas de una central eléctrica. La nafta tiene energía química: mueve el motor de combustión interna. El agua de mar tiene energía mareomotriz: hacer rotar las turbinas de una central hidroeléctrica. Las sustancias radiactivas tienen energía nuclear: calientan el agua de una central nuclear. El interior de la tierra se desprende energía geotérmica: produciendo vapor de agua en una central térmica.

Estos son ejemplos que demuestran que la energía se manifiesta de muy diferente forma.

¿Cómo se reconoce la presencia de energía?

Analicemos los siguientes casos, escribe las distintas formas de energía.

• Un arco con una cuerda tensionada es capaz de lanzar una flecha a cierta distancia.
• Un automóvil que se desplaza a alta velocidad puede golpear y dañar seriamente a otro vehículo.
• Una lámpara puede iluminar una habitación y generar calor.
• El agua caliente de una pava se transforma en vapor.

En todos estos ejemplos observamos que los cuerpos  dotados de energía pueden transformarse o transformar a otros; de dónde se puede deducir que:

Las transformaciones de la energía

Las sustancias contienen energía química almacenada y puede ser liberada en una reacción química, en algunos casos como por ejemplo: en una explosión;  la energía química potencial se transforma en luz (energía luminosa); calor (energía calórica) y sonido (energía sonora). En cambio, en una batería esa misma energía se convierte en energía eléctrica, a su vez ésta última puede usarse fraccionada en diferentes dispositivos que la transforma en otra forma de energía como por ejemplo energía mecánica de un motor, en calor, en luz (energía calórica energía luminosa, respectivamente) etc. Estos ejemplos nos muestran que la energía se presenta en diferentes formas que pueden transformarse fácilmente de una a otra.

Por medio de cuidadosas mediciones se ha podido establecer que cuando la energía cambia de una forma a otra su cantidad total no varía, permanece constante. Esto permitió formular la ley de conservación de la energía que se puede denunciar así:

Movimientos de los cuerpos

¿Cuándo un cuerpo está en movimiento?

Consideremos los siguientes ejemplos: un alumno está sentado en un banco participando en la clase de física, este alumno está en reposo con respecto al banco, al pizarrón y a las paredes del aula; pero si se levanta y empieza a caminar cambia de posición, es decir que se pone en movimiento, se aleja o se acerca con respecto a los cuerpos antes mencionados. Entonces el alumno que se mueve es considerado un punto móvil mientras que los cuerpos que están en reposo son denominados puntos fijos.

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