CONCEPTOS DE
LA FÍSICA
Los
conceptos físicos fundamentales son aquellos que aparecen en toda teoría física
de la materia, y por tanto son conceptos que aparecen en teorías físicas muy
diferentes que van desde la mecánica clásica a la teoría cuántica de campos
pasando por la teoría de la relatividad y la mecánica cuántica no-relativista.
El carácter fundamental de estos conceptos se refleja precisamente en que están
presentes en toda teoría física que describa razonablemente la materia, con
independencia de los supuestos y simplificaciones introducidas.
Una magnitud
física fundamental es aquella que aparece en la caracterización de un sistema
físico con independencia de la teoría física general elegida. Los sistemas
físicos presentan cambios a lo largo del tiempo y tienen localización en el
espacio. Debido a que los sistemas físicos presentan esas características de
localización en el espacio y evolución en el tiempo se les pueden asignar
magnitudes físicas relacionadas con simetrías asociadas a la geometría del espacio
y el tiempo, éstas son:
Energía, la
energía total de un sistema puede definirse a partir del objeto fundamental que
describe dicho sistema el lagrangiano. Cuando las ecuaciones de movimiento que
se pueden derivar a partir de dicho lagrangiano son idénticas para cualquier
instante de tiempo considerado, entonces la energía total permanece constante y
puede establecerse una ley de conservación de la energía para dicho sistema.
Energía
cinética, casi todos los sistemas físicos constan de partes aislables o
localizadas que interactúan entre ellas, la energía cinética es una magnitud
asociada al movimiento de cada una de estas partes. Normalmente la energía
cinética no es una magnitud conservada o fija porque en su evolución temporal
los sistemas pueden sufrir cambios que hacen que la energía menos la energía
cinética (energía de interacción) no permanezca constante. La energía cinética
es una magnitud importante tanto en la mecánica clásica, como la mecánica
relativista, como en la mecánica cuántica no-relativista.
Si se considera
la acción de grupos de simetría sobre un espacio-tiempo pueden definirse
algunas magnitudes fundamentales más como:
Momento
angular, está asociada a rotaciones, cuando el sistema presenta invariancia
bajo transformaciones de rotación entonces puede definirse una ley de
conservación del momento angular, asociada al hecho de que cierta magnitud
permanece invariable a lo largo de la evolución del sistema.
RAMAS DE LA FÍSICA
La Física para su estudio, se divide en dos grandes grupos
Física Clásica y Física Moderna. La primera estudia todos aquéllos fenómenos en
los cuales la velocidad es muy pequeña comparada con la velocidad de
propagación de la luz; la segunda se encarga de todos aquellos fenómenos
producidos a la velocidad de la luz o con valores cercanos a ella.
Mecánica
La mecánica,
una división de la física clásica, explora a los cuerpos en movimiento y las
fuerzas que actúan sobre ellos. Entre las subdivisiones de la mecánica se
encuentran el estudio del movimiento y las fuerzas relacionadas con él, llamado
"dinámica", el estudio de los cuerpos en reposo, llamado
"estática" y el estudio de los cuerpos en movimiento sin considerar
las fuerzas que ocasionan el mismo, conocido como "cinemática".
Electricidad
y magnetismo
La
electricidad y el magnetismo se estudian en la física clásica, tanto en
movimiento como en reposo. Las subdivisiones de esta rama incluyen la
magnetostática, que es el estudio de los polos magnéticos en reposo, la
electrostática o el estudio de las cargas eléctricas en reposo, y la
electrodinámica, que es el estudio de las cargas eléctricas en movimiento.
Sonido
La rama de
la física clásica del sonido estudio las vibraciones sonoras. El estudio de la
acústica involucra la forma en la que el sonido viaja en ondas y a través de
medios específicos.
Óptica
El estudio
de la óptica en la física clásica explora las propiedades de la luz, desde su
espectro visible hasta la radiación ultravioleta e infrarroja.
Mecánica
cuántica
La mecánica
cuántica, una división de la física moderna, investiga las propiedades de la
materia a nivel microscópico. Esta rama de la física incluye a la física
atómica, la física molecular, la física nuclear, la física de las partículas,
la física de la materia condensada y la nano física.
Relatividad
Relatividad
Como parte
de la física moderna, la relatividad estudia el movimiento a velocidades
cercanas a la de la luz. La relatividad también abarca la gravedad y su efecto
en el espacio-tiempo. Albert Einstein fue el principal pionero en esta rama de
la física con sus teorías de la relatividad general y especial.
FACTORES DE
CONVERSIÓN
Mediante
factores de conversión podemos pasar de unas unidades a otras equivalentes con
poco riesgo de confundirnos. Basta con multiplicar repetidamente por sucesivos
factores de conversión, hasta que lleguemos a la unidad que deseemos, para las
cuales existen tablas de ayuda que son guías para resolver los trabajos y
transformaciones de conversiones como las siguientes.
