Las Ciencias Físicas
Probablemente ya tenga una buena idea de qué es un objeto físico: las estrellas, latas, agua, rocas y pelotas de béisbol son todos objetos físicos. Las ciencias físicas buscan observar y explicar el comportamiento de los objetos físicos. Todo lo que no está vivo cae dentro de las ciencias físicas. Esto contrasta con las ciencias de la vida o las ciencias sociales, que se ocupan de los seres vivos y las personas. Esto deja mucho terreno por cubrir, por lo que los científicos dividen las ciencias físicas en subcampos.
Hay muchas otras ciencias físicas, como la geología, la astronomía y la meteorología. Sin embargo, todas estas ciencias dependen en gran medida de los resultados de la física y la química . Por lo tanto, decimos que el estudio del universo físico generalmente se divide en estas dos áreas más fundamentales. Entremos en más detalles.
Física
La física se ocupa de las leyes del movimiento de los objetos físicos. Dicho de otra manera, un físico está más interesado en descubrir cómo cambia un sistema en particular con el tiempo. Por ejemplo, si lanza una pelota de béisbol por el aire, un físico querría medir todas las fuerzas involucradas con el lanzamiento y poder predecir la trayectoria de la pelota en cada punto en el tiempo después de que abandona su mano. Un físico también querría medir cómo pasa el aire por el ala de un avión o el agua por el casco de un barco.
La física también está interesada en las piezas fundamentales de la materia y la naturaleza del espacio-tiempo. Esto puede parecer muy abstracto, y eso se debe a que las partes más pequeñas del universo son muy, muy pequeñas. Los físicos han descubierto que la materia está formada por átomos, que a su vez están formados por protones, neutrones y electrones. Tampoco termina ahí, los protones y neutrones también están hechos de piezas más pequeñas llamadas quarks.
La búsqueda de los componentes básicos de la materia es una tarea difícil y continua. Para ayudar a aumentar su conocimiento, científicos de muchos países se han unido para construir grandes máquinas, como el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), que golpean las partículas subatómicas a altas velocidades. Es un poco como chocar dos coches y averiguar de qué estaban hechos mirando los restos.
En la otra dirección, el movimiento de estrellas y galaxias distantes puede decirnos cómo pensar en el espacio-tiempo. Los físicos realmente no ven el espacio-tiempo como vacío, es más como una superficie ligeramente curvada. Por ejemplo, los físicos ahora saben que la gravedad de una estrella puede doblar el espacio-tiempo y hacer que la luz se doble a su alrededor, lo que nos permite ver los objetos que están detrás de la estrella. Se necesita la misma física responsable de desviar la luz de las estrellas para calcular con precisión el tiempo enviado desde los satélites del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) a la Tierra, ¡así que esto es importante!
Química
La química se ocupa de las propiedades internas de la materia y de cómo una sustancia se transforma en otra. Un químico está más interesado en cómo crear nuevos químicos a partir de sustancias existentes utilizando calor, solventes, electricidad, radiación y otros medios. Hay solo un poco más de cien elementos químicos en la tabla periódica, pero se pueden combinar de un número casi infinito de formas. Por ejemplo, los mismos cuatro elementos (carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno) constituyen la mayoría de los seres vivos del planeta.
Un químico estaría interesado en cómo el bicarbonato de sodio (bicarbonato de sodio) y el vinagre (ácido acético y agua) se unen para liberar dióxido de carbono. Otro ejemplo sería el plomo y el ácido sulfúrico en la batería de un automóvil y cómo la carga eléctrica se puede transferir lentamente de una a otra.
Los químicos también están interesados en analizar compuestos desconocidos para descubrir su composición química exacta. Utilizan muchos instrumentos científicos, como espectrómetros que miden cómo se transmite la luz a través de una sustancia química para recopilar información sobre las sustancias químicas. Otra forma de determinar la composición de una sustancia química es realizar una serie de reacciones químicas para ver si se comporta de ciertas formas conocidas.
A la química también le preocupa de qué está hecha la materia; sin embargo, la mayoría de las explicaciones de las reacciones químicas no requieren nada más pequeño que los átomos; de hecho, los químicos primero descubrieron y organizaron diferentes tipos de átomos en la tabla periódica. Los protones, neutrones y electrones a menudo son útiles en química ácido-base y química nuclear.
Superposición
Como ocurre con muchas ciencias, existen importantes áreas de superposición entre la física y la química. Las leyes de la física subyacen a la química, y el intento de conectar las teorías subyacentes de los modelos atómicos para explicar la química puede ser estudiado tanto por físicos como por químicos.
La mayoría de los sistemas químicos son demasiado complejos para aplicar directamente las leyes de la física, y los propios sistemas químicos pueden ser objeto de experimentos científicos. Algunas reacciones químicas oscilan entre diferentes sustancias químicas durante horas antes de detenerse, y muchos físicos han trabajado en las leyes de cómo sucede esto. Los físicos y químicos también se han involucrado en el estudio de los cristales líquidos que componen las pantallas LCD (pantalla de cristal líquido) en televisores y monitores.
Resumen de la lección
Aunque existe una superposición entre ellos, la física se refiere al movimiento de los objetos físicos en el tiempo, mientras que la química se refiere a la transformación de la materia física de un tipo a otro. A ambos les preocupa de qué está hecha la materia, pero en general, la física considera esta cuestión en una escala mucho menor.
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