Física: Definición y diferentes ramas

¿Qué es la Física?

La definición de física es el estudio del plano físico de la materia, el movimiento, la fuerza y ​​la energía. La raíz de la palabra física es Phys- y en griego significa «naturaleza» y «orden natural». La física en sí estudia el mundo natural y las interacciones entre los objetos y la energía en un entorno determinado.

En la antigua Grecia, los primeros científicos no tenían nada más que sus sentidos para ayudarles a estudiar el mundo que los rodeaba. Estos científicos a menudo estudiaban su entorno a través del tacto, el gusto, el olfato, la vista y el oído. Durante el siglo XVII, personas como Galileo, Copérnico y Newton revolucionaron la ciencia con avances en la física a través de las leyes de la gravedad, la teoría solcéntrica y el descubrimiento de los átomos. Con la tecnología moderna y los avances en el método científico, la física incorpora cosas que no son observables a simple vista.

¿Es la física una ciencia?

Esta pregunta puede parecer obvia, pero ¿la física se considera ciencia o arte? La ciencia se define como una recopilación de observaciones, predicciones y métodos organizativos para probar el universo. El arte es la expresión de un individuo de sus experiencias a través de la habilidad creativa.

La respuesta es sí; la física es una ciencia. Dado que la física se ocupa de observaciones y predicciones comprobables sobre el universo físico y no de la opinión de alguien sobre dicho universo, definitivamente es una ciencia.

Ramas de la Física

El universo físico tiene muchas partes móviles y no es simplemente lo que se observa a simple vista. La física es también la forma en que los objetos más destacados interactúan con los más pequeños y todo lo que se encuentra en el medio. Dado que la física es un tema tan amplio, debe dividirse en categorías o disciplinas más pequeñas, también conocidas como campos de estudio.

Hay tres categorías principales de estudio físico moderno:

1. La física clásica cubre el electromagnetismo, la mecánica clásica, la termodinámica y la mecánica estadística. La física clásica proporciona acción y reacción, mostrando cómo los objetos que actúan en un sistema interactuarán con otros objetos en ese mismo sistema.
2. La relatividad tiene dos tipos de estudio; Hay relatividad general y específica. La relatividad general se ocupa de cómo interactúa la ley de la gravedad con los objetos; esto tiene una importancia significativa en la astrofísica y la astronomía. La relatividad especial se refiere a cómo los objetos interactúan en el vacío o carecen de gravedad.
3. La física cuántica es el curso de estudio más reciente en física. Aquí los científicos estudian la mecánica cuántica, la estadística cuántica, la electrodinámica cuántica y la teoría cuántica de campos. Esta rama se ocupa principalmente de objetos a nivel atómico y subatómico. Responde a preguntas como «¿qué diferencia a un protón de un neutrón?»

Mecánica

El estudio de la mecánica es a la vez amplio y específico. En términos generales, la mecánica estudia los objetos, su movimiento, energía y cómo interactúan con otros objetos y energía. Hay dos subramas de la mecánica, la mecánica cuántica y la mecánica clásica.

• La mecánica cuántica estudia cómo actúan y reaccionan entre sí los átomos y las partículas subatómicas; De manera similar a cómo se mantiene unido el átomo, ¿qué sucede si dos átomos chocan? Qué constituye las partículas atómicas; cómo y por qué se unen dos átomos; ¿Qué mantiene unidos a millones de átomos en un compuesto complejo?
• La mecánica clásica sigue los mismos principios que la cuántica, a una escala mucho mayor. Ejemplos de mecánica clásica serían predecir las órbitas planetarias o la trayectoria de una bala, los agujeros negros, la fricción entre el neumático de un automóvil y la carretera, por qué el agua tiene tensión superficial o el arco de una pelota de béisbol cuando se lanza a través del plato de home.

La mecánica puede explicar una interacción menor, como por qué un electrón es atraído por un protón, y la interacción más significativa, como por qué la Tierra orbita alrededor del sol.

Óptica

Uno de nuestros dos sentidos más importantes es el de la vista. En física, el estudio de la luz y sus propiedades se llama óptica.

Una de las razones por las que la luz es un tema de estudio fascinante es que contiene las propiedades de una onda y partículas. Además, las ondas electromagnéticas forman la luz, lo que significa que tiene propiedades de electricidad y magnetismo y no necesita un medio para moverse.

Hay varios tipos diferentes de luz:

• Visible
• Ultravioleta
• Infrarrojo
• radiografía
• Ondas de radio
• Rayos gamma

Termodinámica

Al igual que la mecánica, la termodinámica cubre una amplia gama de estudios. Termo-calor y dinámica-relaciones es el estudio de las relaciones entre el calor y otras formas de energía.

Por ejemplo, debido a que los océanos cubren una parte importante de la Tierra, la Tierra no experimenta grandes cambios en la temperatura general porque el agua retiene el calor mejor que la tierra y mantiene la vida en este planeta. Menos océanos darían como resultado temperaturas entre el día y la noche, siendo el verano y el invierno demasiado grandes para sustentar muchas formas de vida. Es vital estudiar y comprender la relación entre el calor retenido en el agua y el calor cedido por el agua.

Hay tres leyes de la termodinámica, que gobiernan la interacción entre el calor y la energía en un sistema:

1. Primera Ley: La energía puede cambiar de forma, pero no de cantidad.
2. Segunda Ley: La entropía de cualquier sistema asciende hacia el caos o la pérdida de energía utilizable.
3. Tercera Ley: La entropía es mínima cuando la temperatura de un sistema se acerca al cero absoluto.

Electromagnetismo

El electromagnetismo es la manipulación de corrientes y campos eléctricos junto con campos magnéticos. La electricidad y el magnetismo requieren un medio o un objeto para funcionar. Elementos como el oro y el cobre son buenos conductores. Estos conductores permiten el flujo de electricidad debido a su disposición atómica. No sólo hay buenos conductores, sino que también los hay buenos aislantes. El silicio es un buen aislante; no permite el paso de la energía fácilmente.

Michael Faraday, un científico inglés del siglo XIX, planteó la hipótesis de que la electricidad y el magnetismo discurrían en líneas de fuerza. Observó limaduras de hierro alineadas de extremo a extremo en un imán, lo que apoyó su teoría. Faraday también creó un imán utilizando electricidad.

Acústico

La rama de la física que estudia las propiedades del sonido se llama acústica. El sonido es creado por vibraciones mecánicas o movimiento dentro de todas las formas de materia. Sin embargo, si bien la acústica es parte de la física, impregna muchos aspectos diferentes del estudio, ya sea ciencia o arte.

Por ejemplo, los biólogos estudian el oído, ya que es uno de los sentidos más importantes, y los geólogos estudian los terremotos debido a sus importantes ondas sísmicas y acústicas. Además, la amortiguación del sonido es una propiedad importante a considerar en ingeniería, y la música es un arte que depende en gran medida del sonido y las vibraciones.

Relatividad

Albert Einstein es probablemente el más famoso de los científicos modernos. Una de las contribuciones más importantes de Einstein a la ciencia es la teoría de la relatividad, tanto general como especial. Teorizó que las fuerzas, como la gravedad, pueden ser experimentadas de manera diferente por objetos que se mueven a diferentes velocidades. La gravedad misma es una distorsión del espacio y el tiempo. El tiempo no avanza en línea recta como se creía anteriormente; alguien que se mueve a la velocidad de la luz envejecerá de manera diferente que alguien que se mueve mucho más lentamente. El fenómeno es sólo relativo al observador.

Importancia de la Física

La física es la ciencia más antigua y se puede concluir que es la más importante. Como observadores y participantes de la vida, los humanos necesitan comprender y explicar su mundo, lo que permitirá la comprensión del entorno, lo que conducirá a la manipulación de ese entorno. Gracias a la física, se han estudiado y puesto en práctica cosas como la electricidad, el magnetismo, la temperatura, la relatividad, el átomo; Los artículos del hogar, como calentadores de agua, luces y plomería, pueden atribuirse a un descubrimiento en el ámbito de la física.

Dado que la física es esencialmente el estudio de todo el medio ambiente, también ha dado lugar a avances en otras áreas de la ciencia. Por ejemplo, el estudio de la química y la termodinámica van de la mano; la acústica es esencial en biología y sociología para comprender cómo interactúan los humanos; El arte y la música dependen de la comprensión innata de la luz y el sonido del artista o músico.

Resumen de la lección

La física es el estudio científico de la naturaleza, centrándose en el plano físico de movimiento, fuerza y ​​energía y proviene de la raíz Phys, del griego «naturaleza» y «orden natural».

Hay varias ramas de la física:

• Mecánica: El estudio de los cuerpos en movimiento.
• Óptica: El estudio de la luz y sus propiedades.
• Termodinámica: La energía de un sistema y cómo cambia.
• Electromagnetismo: combinación de cargas opuestas y los campos de energía que crean.
• Acústica: El estudio del sonido y los aparatos y vibraciones que provoca.
• Relatividad: La relatividad general es con gravedad y la relatividad específica es sin gravedad; El espacio y el tiempo son diferentes para diferentes observadores.

La física es el aspecto más antiguo e importante de la ciencia. Se filtra en múltiples áreas, como la música, el arte y la biología, y en última instancia establece el marco para otras áreas de estudio.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador