fisica priemr año

Ministerio de Educación
Universidad Tecnológica Nacional
Facultad Regional Rosario

Secretaría Académica – Área Ingreso

FÍSICA

UNIDAD Nº 1
1.1

La naturaleza de la física

La física es una ciencia experimental. Los físicos observan los fenómenos naturales y
tratan de encontrar los patrones y principios que los relacionen. Dichos patrones se
denominan teorías físicas o, si estánbien establecidos y se usan ampliamente, leyes o
principios físicos.
Decir que una idea es una teoría no implica que se trate de una divagación o de un concepto
no comprobado. Más bien, una teoría es una explicación de fenómenos naturales basada en
observaciones y en los principios fundamentales aceptados. Un ejemplo es la evolución
biológica, que es el resultado de extensas investigaciones yobservaciones de varias
generaciones de biólogos.
El desarrollo de la teoría física exige creatividad en todas sus etapas. El físico debe aprender
a hacer las preguntas adecuadas, diseñar experimentos para tratar de contestarlas y deducir
conclusiones apropiadas de los resultados.
Según la leyenda, Galileo Galilei (1564/1642) dejó caer objetos ligeros y pesados desde la
torre Inclinada dePisa para averiguar si sus velocidades de caída eran iguales o diferentes.
Galileo sabía que sólo la investigación experimental podría darle la respuesta. Examinando
los resultados de sus experimentos, dedujo la teoría de que “la aceleración de un cuerpo
que cae es independiente de su peso”.
El desarrollo de teorías físicas como la de Galileo siempre es un proceso bidireccional que
comienza ytermina con observaciones y experimentos. El camino a menudo es indirecto, con
callejones sin salida, equivocaciones y el abandono de teorías infructuosas en favor de otras
más prometedoras. Ninguna teoría se considera como la verdad final o definitiva; siempre
cabe la posibilidad de que nuevas observaciones obliguen a modificarla o desecharla.
Podemos demostrar la falsedad de una teoría físicaal encontrar comportamientos no
congruentes en ella, pero nunca podemos probar que una teoría es siempre correcta.
Volviendo a Galileo, supongamos que dejamos caer una pluma y una bala de cañón. Sin duda
no caen a la misma velocidad. Esto no significa que Galileo estuviera errado, sino que su
SILVESTER, PALOU, COZZI, GOROSITO Y CASASOLA

Página 1

Ministerio de Educación
UniversidadTecnológica Nacional
Facultad Regional Rosario

Secretaría Académica – Área Ingreso

FÍSICA

teoría era incompleta. Si soltamos esos objetos en un vacío para eliminar los efectos del
aire, sí caerán a la misma velocidad. La teoría de Galileo tiene un intervalo de validez: sólo
es válida para objetos cuyo peso es mucho mayor que la fuerza ejercida por el aire (debido a
su resistencia y a laflotación del objeto). Los objetos como las plumas y paracaídas
obviamente se salen del intervalo. Concluimos entonces que toda teoría física tiene un
intervalo de validez fuera del cual no es aplicable.

1.2

Modelos idealizados

En física, un modelo es una versión simplificada de un sistema físico demasiado complejo
como para analizarse con todos sus pormenores. Por ejemplo, supongamosque nos interesa
analizar el movimiento de una pelota de béisbol lanzada al aire. La pelota no es
perfectamente esférica ni perfectamente rígida, tiene costuras y está girando. El viento y la
resistencia del aire afectan su movimiento, la Tierra gira, el peso de la pelota varía un poco
al cambiar su distancia respecto al centro de la Tierra, etc. Si tratamos de incluir todo esto,
lacomplejidad del análisis nos abrumará. En vez de ello, inventamos una versión simplificada
del problema. Omitimos el tamaño y la forma de la pelota y la representamos como un
objeto puntual, o partícula. Omitimos la resistencia del aire haciendo que la pelota se
mueva en el vacío, nos olvidamos de la rotación terrestre y suponemos un peso constante.
Ahora sí tendremos un problema manejable.
Para...