intro a la fisica

En ciencia y tecnología, la comunicación no puede tener ambigüedades y cada palabra debe tener un significado preciso y rígido: dos científicos deben hablar el mismo “lenguaje técnico”. En este capítulo se definen los conceptos básicos usados en física.


Definición Operacional

¿Cómo se define la distancia entre dos puntos? A primera vista la pregunta parece inútil y larespuesta obvia: la distancia entre dos puntos es la longitud del trazo que los une; pero, entonces ¿Qué es longitud? La respuesta intentar definir el concepto como distancia, usando sinónimos, es infructuoso.

En lugar de definir la distancia entre dos puntos mediante sinónimos, damos las “instrucciones para medirla”.

Por ejemplo, la distancia entre los bordes de una mesa puede definirse como elresultado de las siguientes “operaciones”.

a) Elegir un “patrón” de medida (por ejemplo, un lápiz).
b) Colocar el extremo del patrón junto a un extremo de la mesa.
c) Marcar sobre la mesa el otro extremo del patrón.
d) Desplazar el patrón hasta esta marca.
e) Repetir las operaciones c) y d) hasta alcanzar, o sobrepasar, el otro extremo de la mesa.
f) El número de veces (y fracción) que cabeel patrón entre los extremos de la mesa es la distancia entre ellos, expresada en la unidad “Lápiz”.








Aunque la definición de longitud ha sido “estandarizada” eligiendo un patrón internacional (el metro), y se han diseñado instrumentos especializados a cada medición (huincha métrica, micrómetro, etc.), la definición de distancia sigue siendo básicamente la misma del ejemplo: unasecuencia de operaciones que resulta en un número.




Las matemáticas expresan con pocos signos gran cantidad de relaciones; es una disciplina clara y simple pero de una riqueza inagotable. Hasta la existencia de relaciones aparentemente inexactas llevan a un orden superior que justifica su realidad. En este orden de cosas, podemos considerar la relación entre el diámetro, la circunferencia ylos números irracionales en general.

Algunos números provienen de definiciones matemáticas. Por ejemplo, los números pueden calcularse con un número de cifras tan grande como se quiera (dependiendo de la capacidad de su computador y de su paciencia). El número se define como la razón entre la circunferencia y el diámetro de un círculo. Al decir “círculo” no nos referimos a algún objeto, comoun plato, que puede ser sólo aproximadamente circular, sino a la “idea de círculo”, a un círculo “perfecto”. En tal caso, se pueden obtener varias fórmulas matemáticas que permiten calcular el valor de con tantas cifras como se desee. Una de las expresiones, es la serie infinita:



Cuando más términos se agreguen a la suma, el resultado se acerca al verdadero valor de . Cada término dela serie es menor que el anterior, agregando más y más términos. Como ejercicio de computación, se ha llegado a calcular con millones de dígitos.

Los números que provienen de mediciones no pueden expresarse con tantas cifras como se desee, pues siempre existe una incerteza en su valor. Esta incerteza puede reducirse, pero nunca eliminarse del todo, razones que se explican a continuación, soninherentes a los instrumentos y a la medición.

1) Resolución, que es básicamente el menor incremento medible por el instrumento. Por ejemplo, para medir el largo de una mesa, usaríamos una “huincha métrica” cuya división más pequeña es 1 milímetro. La resolución de este instrumento es una fracción de milímetro: uno podría aproximadamente distinguir entre y , o entre y , pero no entre y. En instrumentos digitales la resolución se expresa generalmente como en el último dígito. En algunos casos, la resolución viene indicada en el instrumento, como, por ejemplo, en las balanzas.

2) Sensitividad que es el valor más pequeño que pueden detectar. Por ejemplo, no es posible medir el espesor de un cabello usando una huincha metálica, pues la sensitividad de ésta no lo permite....