Movimiento Relativo

Modelos idealizados
Comunmente usamos la palabra “modelo” para referirnos a una replica miniatura (digamos,
de un ferrocarril) o a una persona que exhibe ropa (o que se exhibe sin ella).
En fisica, un modelo es una version simplificada de un sistema fisico demasiado
complejo como para analizarse con todos sus pormenores.
Por ejemplo, supongamos que nos interesa analizar el movimiento deuna pelota
de beisbol lanzada al aire (figura 1.2a). .Que tan complicado es el problema? La
pelota no es perfectamente esferica (tiene costuras) y gira conforme viaja por el aire.
El viento y la resistencia del aire afectan su movimiento, el peso de la pelota varia
un poco al cambiar su distancia con respecto al centro de la Tierra, etcetera. Si tratamos
de incluir todo esto, la complejidaddel analisis nos abrumara. En vez de
ello, creamos una version simplificada del problema. Omitimos el tamano y la forma
de la pelota representandola como un objeto puntual, o una partícula. Omitimos
la resistencia del aire como si la pelota se moviera en el vacio y suponemos un peso
constante. Ahora ya tenemos un problema manejable (figura 1.2b). Analizaremos
este modelo con detalle en elcapitulo 3.
Para crear un modelo idealizado del sistema, debemos pasar por alto algunos efectos
menores y concentrarnos en las caracteristicas mas importantes del sistema. Claro
que no debemos omitir demasiadas cuestiones. Si ignoramos totalmente la gravedad,
4 CAPÍTULO 1 Unidades, cantidades físicas y vectores
nuestro modelo predeciria que si lanzamos la pelota hacia arriba, esta se moveria enlinea recta y desapareceria en el espacio. Necesitamos valernos del criterio y la creatividad
para lograr un modelo que simplifique lo suficiente un problema, sin omitir
sus caracteristicas esenciales.
Al usar un modelo para predecir el comportamiento de un sistema, la validez
de la prediccion esta limitada por la validez del modelo. Por ejemplo, la prediccion de
Galileo con respecto a lacaida de los cuerpos (vease seccion 1.1) corresponde a un
modelo idealizado que no incluye los efectos de la resistencia del aire. El modelo
funciona bien para una bala de canon, aunque no tan bien para una pluma.
En fisica y en todas las tecnologias, cuando aplicamos principios fisicos a sistemas
complejos, siempre usamos modelos idealizados y debemos tener presentes los
supuestos en que sebasan. De hecho, los mismos principios de la fisica se expresan
en terminos de modelos idealizados; hablamos de masas puntuales, cuerpos rigidos,
aislantes ideales, etcetera. Tales modelos desempenan un papel fundamental en este
libro. Intente ubicarlos al estudiar las teorias fisicas y sus aplicaciones a problemas
especificos.
FUNDAMENTOS DE LA FISICA ( SEARS )
El estudio de la fisica esimportante porque es una de las ciencias mas fundamentales.
Los cientificos de todas las disciplinas utilizan las ideas de la fisica, como
los quimicos que estudian la estructura de las moleculas, los paleontologos que
intentan reconstruir la forma de andar de los dinosaurios, y los climatologos que estudian
como las actividades humanas afectan la atmosfera y los oceanos. Asimismo, la
fisicaes la base de toda la ingenieria y la tecnologia. Ningun ingeniero podria disenar
un televisor de pantalla plana, una nave espacial interplanetaria ni incluso una mejor
trampa para ratones, sin antes haber comprendido las leyes basicas de la fisica.
El estudio de la fisica es tambien una aventura. Usted la encontrara desafiante,
a veces frustrante y en ocasiones dolorosa; sin embargo, confrecuencia le brindara
abundantes beneficios y satisfacciones. La fisica estimulara en usted su sentido de lo
bello, asi como su inteligencia racional. Si alguna vez se ha preguntado por que el
cielo es azul, como las ondas de radio viajan por el espacio vacio, o como un satelite
permanece en orbita, encontrara las respuestas en la fisica basica. Sobre todo, apreciara
la fisica como un logro...