¿Qué es la Física?
La física es una ciencia que estudia la materia física, el movimiento, la energía y el comportamiento e interacción de estos elementos, analizando los fenómenos naturales y las leyes fundamentales que rigen el universo.
Definición de Física
Básicamente, la física se define como la rama de la ciencia que se ocupa de estudiar y comprender las leyes fundamentales del universo. Es una disciplina que busca explicar cómo funciona todo lo que nos rodea, desde las partículas más pequeñas hasta los cuerpos celestes más grandes.
Esta ciencia natural analiza el comportamiento de los cuerpos e intenta descifrar los misterios del universo. Además, se le considera una de las disciplinas científicas más antiguas.
¿Qué estudia la Física? Objeto de Estudio de la Física
La física estudio los fenómenos y las leyes fundamentales de la naturaleza. Su objeto de estudio es comprender cómo funcionan el mundo físico y todo lo que hay en él. Esta rama de la ciencia se centra en investigar el movimiento de los objetos, la forma en que interactúan entre sí y cómo responden a las fuerzas que actúan sobre ellos. También se ocupa de estudiar el calor, la electricidad, el magnetismo, la luz y muchas otras cosas. Es decir, la física estudia todo lo que nos rodea: la velocidad, luz, sonido, dirección y movimientos, entre muchos otros fenómenos y elementos.
Esta ciencia es tanto teórica como experimental. Por un lado, cuenta con un gran componente teórico, debido a que cataloga e intenta comprender las leyes del universo. Además, también es una disciplina experimental, ya que elabora teorías e hipótesis de esas leyes y las somete a experimentación y pruebas de laboratorio para explicar el mundo físico.
Así como sucede con otras ciencias, la física también se integra e interactúa con otras áreas del saber. Por ejemplo, en diseño y construcción de edificios y estructuras, esta ciencia es muy importante.
En arquitectura e ingeniería se utilizan principios y leyes de la física para utilizar eficientemente los materiales de construcción y entender su resistencia estructural. En medicina, la física contribuye en el desarrollo de las radiografías y resonancias magnéticas.
Incluso, utilizamos la física para entender la percepción de los colores, el sonido, la transmisión por láser o cómo funcionan las fibras ópticas.
La Física clásica y la Física moderna
La física como ámbito de estudio cubre un abanico de disciplinas muy amplio. Sin embargo, históricamente, podemos dividir a la física en dos paradigmas (o corrientes de pensamiento): la física clásica y la física moderna.
La Física clásica
La física clásica se refiere, en gran medida, a las teorías y principios físicos establecidos antes del siglo XX. Entre sus influencias se encuentran: la mecánica newtoniana, el determinismo o causalidad y la termodinámica clásica.
Por ejemplo, en 1687, la obra Philosophiæ naturalis principia mathematica de Isaac Newton (1643-727) establecería los principios de mecánicos del mundo observable, o mecánica clásica.
La base de la mecánica (y física) clásica se fundamenta en las 3 leyes de Newton:
- Ley de inercia: explica que, si sobre un cuerpo no participa ningún otro, entonces este objeto tendrá un movimiento continuo en línea recta a una velocidad constante.
- Principio fundamental de la dinámica: establece que un cuerpo puede alterar su movimiento sólo si existe algo que genere este cambio. Este “algo” es lo que conocemos como una fuerza, la cual es la acción de un cuerpo sobre otro.
- Principio de acción/reacción: esta ley nos dice que, si un cuerpo X ejerce una acción sobre un cuerpo Y, la acción sobre el cuerpo Y provocará en el cuerpo X una reacción igual en el sentido contrario.
La Física moderna
La física moderna es una disciplina que tiene sus orígenes en dos teorías: la teoría de la relatividad y la mecánica cuántica.
En 1900, el físico alemán Max Planck (1858-1947) propuso que la luz se propaga en bloques de energía discretos o cuantos. En la mecánica clásica, la energía es continua. Por su parte, en la física cuántica, la energía se emite o transmite en cuantos (bloques). Que la transmisión de energía sea discreta significa que solo un cuanto, o dos, o tres, etc., pueden transmitirse en un momento determinado.
Poco tiempo después, aún a inicios del siglo XX, Albert Einstein (1895-1955) propuso su famosa teoría de la relatividad. Einstein considera que no existen observadores ni marcos de referencia privilegiados en el universo. Con esta teoría, tanto el tiempo como el espacio están relacionados y son inseparables. La gravedad de los cuerpos tiene un efecto curvando el espacio y dilatando el tiempo. Además, la velocidad luz es una constante, ya que esta viaja a la misma velocidad, sin importar la velocidad a la que se mueva el cuerpo que la emite o quien la observa.
Principales ramas de la Física
A continuación, detallamos algunas de las ramas más importantes de la física:
- Mecánica clásica: investiga la acción de las fuerzas sobre un cuerpo y su movimiento en el espacio.
- Mecánica cuántica: se encarga del estudio de partículas, tanto de las atómicas como de las subatómicas, y de la interacción entre ellas.
- Óptica: es el estudio de los fenómenos relacionados con la visión y los luminosos.
- Acústica: esta parte de la física estudia el sonido y sus efectos sobre los cuerpos.
- Electromagnetismo: es la rama que investiga las interrelaciones del magnetismo y la electricidad.
- Termodinámica: es el estudio del calor, la temperatura y energía y la interacción de estos fenómenos.
La Física en nuestra vida cotidiana
Aunque podamos no conocer los conceptos básicos de la física, esta ciencia forma parte nuestra vida cotidiana.
- Radiografías: estos exámenes médicos tienen como protagonistas a las ondas electromagnéticas que permiten atravesar el cuerpo humano y dictaminar si el aparato óseo contiene alguna fractura.
- Lentes ópticas: en los anteojos se aplica la física geométrica. Mediante lentes cóncavas y convexas, y conociendo el comportamiento de los rayos de luz, se logra mejorar la visión de quién los utiliza.
- Horno microondas: este artículo tiene aplica principios físicos. En estos hornos, las ondas electromagnéticas ejercen presión en las moléculas, calentando el alimento.
- Balancines: los balancines que encontramos en las plazas aplican los principios físicos de la palanca, apoyándose en la acción de fuerzas, sobre un punto de apoyo, para conseguir el movimiento.
- Sistema GPS: permiten localizar objetos, gracias a la relación entre la velocidad de un determinado objeto, la distancia de su trayecto y el tiempo que tardaría en cubrir este trayecto.
Imagen destacada creada por macrovector_official / Freepik (editada por el equipo de Aprendí Hoy).