física

Imagen de la Tierra desde un satélite de la
NASA. Desde el espacio el cielo se ve
negro porque hay pocas moléculas
que reflejen la luz. (El porqué
el cielo nos parece azul en
la Tierra tiene que ver
con la dispersión de la
luz por parte de las
moléculas en la
atmósfera, como
veremos en el
capítulo 35).
Advierta el
huracán en
la costa de
México.

PREGUNTA DE INICIO DE CAPÍTULO:¡Adivine qué!
Suponga que usted realmente quiere medir el radio de la Tierra, al menos aproximadamente, en vez de tomar lo que otras personas dicen sobre él. ¿Cuál respuesta de las siguientes describe el mejor enfoque?
a) Rendirse; es imposible hacerlo utilizando medios ordinarios.
b) Utilizar una cinta extremadamente larga para medir.
c) Sólo es posible rolar lo suficientemente alto y ver lacurvatura terrestre real.
d) Utilizar una cinta para medir estándar, una escalera plegable y un lago grande y
tranquilo.
e) Utilizar un láser y un espejo en la Luna o en un satélite.
[Empezamos cada capítulo con una pregunta, como la anterior. Intente responderla ahora mismo. No se
preocupe por obtener la respuesta correcta de inmediato: la idea es poner sobre la mesa sus nociones preconcebidas.Si éstas son incorrectas, esperamos que se le aclaren conforme lea el capítulo. Por lo general,
tendrá otra oportunidad para responder esta pregunta más adelante en este capítulo, cuando haya estudiado el material pertinente. Las preguntas de inicio de capítulo también le ayudarán a conocer el poder
y la utilidad de la física].

C

Introducción,
mediciones, estimaciones

Í T U L

1O

A

P

CONTENIDO
1–1 La naturaleza de la ciencia
1–2 Modelos, teorías y leyes
1–3 Medición e incertidumbre;
cifras significativas

1–4 Unidades, estándares y el
sistema SI

1–5 Conversión de unidades
1–6 Orden de magnitud:
Estimación rápida

*1–7 Dimensiones y análisis
dimensional

1

a física es la más fundamental de las ciencias. Estudia el comportamiento y laestructura de la materia. El campo de la física se divide usualmente en física
clásica, que incluye movimiento, fluidos, calor, sonido, luz, electricidad y magnetismo; y física moderna que incluye relatividad, estructura atómica, materia
condensada, física nuclear, partículas elementales, y cosmología y astrofísica. En este libro cubriremos todos esos temas, empezando con movimiento (o mecánica, comose le
denomina con frecuencia); y finalizaremos con los resultados más recientes en nuestro
estudio del cosmos.
La comprensión de la física es indispensable para cualquiera que piense estudiar una
carrera científica o tecnológica. Por ejemplo, los ingenieros deben saber cómo calcular las
fuerzas dentro de una estructura, para diseñarla de manera que permanezca estable (figura 1-1a). De hecho,en el capítulo 12 veremos un ejemplo resuelto de cómo un simple
cálculo físico —o incluso una intuición basada en el entendimiento de la física de las
fuerzas— habría salvado cientos de vidas humanas (figura 1-1b). En este libro veremos
muchos ejemplos de cómo la física es útil en diversos campos y en la vida cotidiana.

L

1–1

FIGURA 1–1 a) Este acueducto
romano fue construido hace2000 años
y aún se mantiene en pie. b) En 1978 el
Centro Cívico de Hartford colapsó,
sólo dos años después de haberse
construido.

Por lo general, se considera que el objetivo principal de todas las ciencias, incluida la
física, es la búsqueda de orden en nuestras observaciones del mundo que nos rodea.
Mucha gente piensa que la ciencia es un proceso mecánico de recolección de datos y
deformulación de teorías. Sin embargo, no es algo tan sencillo. La ciencia es una actividad creativa que en muchos aspectos se parece a otras actividades creativas de la
mente humana.
Un aspecto importante de la ciencia es la observación de eventos, que incluye el
diseño y la realización de experimentos. No obstante, la observación y la experimentación requieren imaginación, pues los científicos...