Fisica

Curso de Física General
Orientado hacia las Ciencias de la Vida y de la Tierra

Parte I. Mecánica Capitulo I. Magnitudes Físicas
1. Introducción ¿Qué estudia la mecánica? La mecánica estudia y describe, con la mayor rigurosidad posible, los posibles movimientos de traslación, rotación y vibración de los cuerpos (y todo lo que a ello se relacione). De todas las infinitas posibilidades, en éstecurso se estudian sólo las más simples. ¿Por qué es importante el estudio de la mecánica? Al menos por dos razones: • • Introduce conceptos básicos que son indispensables para el estudio de otras disciplinas, y analiza las leyes que relacionan estos conceptos entre sí (energía, intensidad de la corriente, cantidad de movimiento, etc.). Estudia el uso correcto de los instrumentos de medición(errores objetivos y subjetivos, veracidad de los resultados, etc.) y forma la base del denominado método científico de investigación, que comprende la observación, hipótesis, experimentación y teoría. Cuando la teoría es suficientemente general, puede conducir a una ley. La parte experimental lleva asociada en la inmensa mayoría de los casos el uso de algún instrumento de medición.

Una tercerarazón podría ser que la física está presente en absolutamente todos los fenómenos de la naturaleza. Por ej., está comprobado que al excitarse los procesos del pensamiento, aumenta la actividad eléctrica y magnética en la corteza cerebral. Leyes físicas Una ley es un nexo estable y reiterado entre magnitudes físicas. (Si tal fenómeno tiene lugar, este otro también lo tendrá). Las leyes son el resultadode la evidencia experimental. Representan la síntesis de muchos resultados obtenidos a lo largo de la historia. En su gran mayoría, las leyes físicas pueden expresarse utilizando la simbología matemática, que refleja tanto el carácter cualitativo de la ley como su carácter cuantitativo. Por ej., consideremos la 2da ley de Newton, referida a una partícula: “La fuerza resultante aplicada a un cuerpoes igual a la variación temporal de su cantidad de movimiento”. La expresión analítica de esta ley resulta mucho más simple: dp . FR = dt La cantidad de movimiento p se define como el producto de la masa (m) por la velocidad (v) de la partícula; ( p = mv ). Esta expresión, además de la información cualitativa (cuando se lee correctamente), también tiene información cuantitativa. Representa unafórmula matemática, donde se cumplen los valores numéricos. También posee información adicional. Por ej., cuando la masa de la partícula no varía con el

Dr. Arnaldo González Arias, Dpto. Física Aplicada, Universidad de La Habana, arnaldo@fisica.uh.cu

ParteI. Cap.1, pag.

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transcurso del tiempo, entonces:
dp dt =m dv dt = ma

y se llega a la conocida expresión
FR = ma .

De aquí quepara entender la Física sea indispensable dominar el lenguaje matemático, el concepto de derivada e integral, el despeje de fórmulas, etc. Además, no basta con memorizar una fórmula; es necesario conocer el significado exacto de cada una de ellas, y cuando es aplicable y cuando no (límites de validez o aplicación). Las leyes físicas son el resultado de la experiencia y de la experimentación, comose mencionó anteriormente. Por ejemplo, la ley de Newton para la gravitación universal,

F=G

Mm r2

fue postulada por Newton en 1687 a partir de la generalización de las observaciones del movimiento de los planetas acumuladas durante siglos. Fue comprobada experimentalmente por Henry Cavendish en 1789, utilizando una balanza de torsión.
Isaac Newton (1642-1727), matemático y físicobritánico, considerado uno de los más grandes científicos de la historia, que hizo importantes aportaciones en muchos campos de la ciencia. Sus descubrimientos y teorías sirvieron de base a la mayor parte de los avances científicos desarrollados desde su época. Newton fue, junto al matemático alemán Gottfried Wilhelm Leibniz, uno de los inventores del cálculo diferencial e integral. También resolvió...