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domingo, 15 de febrero de 2015

Conceptos Introductorios



Importancia de la Física


La física es la forma que encontró el hombre para estudiar la naturaleza, sosteniéndose en la base de las matemáticas. La importancia reside en intentar comprender (hasta donde se nos permite) como funciona la naturaleza.



Mediante la física hemos logrado comprender que la misma fuerza que provoca la caída de una manzana de un árbol es la responsable de que la luna gire alrededor de la tierra, y ésta alrededor del sol. Que la luz es un campo electromagnético, que la materia está compuesta por ínfimas partículas elementales llamadas átomos. Que existen cuerpos con tanta masa concentrada que ni siquiera la luz escapa de ellos (agujeros negros). Que el universo está en expansión, etc.



Además, si no fuera por la física no existirían las computadoras, ni maquinas complejas gobernadas por computadoras en general. La industria no podría haberse desarrollado como lo está hoy en día. No existirían los aviones ni los satélites. Ni siquiera podrías llevar los pantalones que tienes puestos. 



La física es maravillosa, pero cuidado: la naturaleza no está escrita en un lenguaje matemático como dicen. Las teorías que propone el hombre no es lo que la naturaleza dicta. La naturaleza no se basa en funciones para evolucionar. El hombre (con sus virtudes y limitaciones) creó una teoría para tratar de comprender la naturaleza y, por cierto, nunca sabremos como son sus engranajes. Sí llegaremos a tener unas buenas teorías que funcionen muy aproximadamente como se ven en los experimentos y que sean absolutamente compatibles entre ellas.


LA FÍSICA Y SUS RELACIONES CON OTRAS CIENCIAS
La física es la ciencia mas fundamental y general, la cual a podido relacionarse con cada una de ellas y a tenido un profundo efecto en todo lo relacionado con el método científico.
La física es también conocida como Filosofía Natural, la cual proviene la mayoría de la ciencias, como lo son las Matemáticas, la Biología, la Astronomía, la Filosofía , entre otras.
*Física-> Química
Relacionadas con los fenómenos físicos que ocurren generalmente en conjunción con los químicos.
*Física-> Deportes
Relacionadas con los deportes y la gimnasia desde el punto de vista que nuestros movimientos están regidos por la gravedad, la atracción que ejerce sobre nuestro cuerpo (la atracción gravitatoria de la tierra)

*Física->Biología
Relacionadas por medio de los descubrimientos de la posibilidad de amplificar las imágenes de los cuerpos celestes, surgió en la rama de la Óptica un avance que permitió a los biólogos y médicos de la antigüedad, acceder a poder observar el mundo de lo diminuto.

*Física->Astronomía
Relación con la curiosidad de conocer los fenómenos de la tierra, logrando así la construcción del primer telescopio para observar con lentes la ampliación de imágenes.

*Física->Matemáticas
La física es una ciencia que necesariamente de las matemáticas para existir, si queremos analizar un fenómeno físico, necesitamos traducirlo de algún modo a una expresión matemática, como una ecuación.
Así Isaac Newton se dio cuenta que sin matemáticas el no podría estudiar física ni llevarla a cabo con sus experimentos, entonces tubo que desarrolla lo que ahora conocemos Calculo.




Divicion de la física para su estudio

La Física se divide para su estudio en dos grandes grupos: la Física Clásica y la Física Moderna.

La primera estudia todos aquellos 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. Esto es debido a que la física clásica no describe con precisión los fenómenos que se suceden a la velocidad de la luz. En la física moderna también se estudian los fenómenos subatómicos.

La Física Clásica se compone de:

1.- MECÁNICA: Es la parte de la física clásica que estudia las fuerzas)
1 a.- Estática: Estudia las fuerzas en cuerpos en reposo y en equilibrio, respecto a determinado sistema de referencia.
1 b.- Dinámica: Estudia las fuerzas como causa del movimiento de los cuerpos)
1 c.- Cinemática: Estudia los movimientos de los cuerpos sin tener en cuenta la causa.

2. TERMODINÁMICA (Fenómenos térmicos)

3. ELECTROMAGNETISMO (Interacción de los campos  eléctricos y magnéticos)

4. ÓPTICA (Fenómenos relacionados con la luz)

5. ACUSTICA: (Sonido y fenómeno de la audición)

6. ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO (Estudia las cargas eléctricas y magnéticas)

La Física Moderna se divide en:
A. FISICA CUÁNTICA: (Energía formada de "cuantos")
B. FISICA RELATIVA :(Materia y energía son dos entidades relativas)




El papel de las matemáticas en la física

La aplicación de los métodos numéricos para el estudio de la física, aun cuando su lugar es decisivo para la construcción del aparato teórico de esta ciencia y para la conformación de la concepción científica del mundo del que la estudia, es todavía hoy una quimera. Para su realización, aunque se dispone de la tecnología necesaria, no se cuenta con profesores preparados en este sentido, ni con una propuesta didáctica adecuada para llevarla a cabo. El objetivo del presente trabajo es llamar la atención para el análisis de esta problemática en los diversos círculos de profesionales que se relacionan con la concepción y puesta en práctica de los currículos escolares.

Entre la matemática y la física ha existido una estrecha relación desde el surgimiento de ambas ciencias. Cada una ha influido de forma decisiva en el desarrollo de la otra. Unas veces ha sido la física quien ha propiciado el surgimiento de determinados conceptos, métodos o modelos matemáticos como es el caso del cálculo infinitesimal inventado por Newton para poder construir el aparato teórico de la mecánica clásica. Otras veces los modelos matemáticos han surgido en el seno de esta propia ciencia y después se ha encontrado su aplicación a la física como es el caso de la teoría de grupos, que surgió por una necesidad matemática y más tarde se empleó en describir la estructura cristalina lo que proporciono un gran desarrollo a la física del sólido.

Las teorías físicas se construyen a partir de modelos que representan objetos, procesos o fenómenos físicos que pueden ser más o menos simplificados de acuerdo con el grado de correspondencia que tengan con la realidad. El estudio de tales modelos conduce a la definición de magnitudes, la formulación de leyes y principios que son expresados a través de las matemáticas. “En realidad, la descripción cuantitativa del mundo físico es imposible sin. Por esta razón las las matemáticas, pues estas brindan el procedimiento para solucionar ecuaciones, métodos de descripción, descubre la belleza de las ciencias experimentales. Muchas simetrías pueden verse únicamente con ayuda de construcciones matemáticas muy complejas, después de realizar transformaciones hábiles las matemáticas han devenido en el lenguaje de la física.



La historia de la física 

La Historia de la Física está llena de grandes científicos como Galileo, Newton o Einstein, cuyas contribuciones han sido decisivas, pero también de un número muy grande de científicos cuyos nombres no aparecen en los libros de texto. No existe el genio aislado al que de repente se le ocurre la idea clave que cambia el curso de la Ciencia. El avance en el progreso científico no se produce solamente por las contribuciones aisladas y discontinuas de unas mentes privilegiadas. 


FÍSICA; 

La física actualmente se entiende como la ciencia de la naturaleza o fenómenos materiales. Estudia las propiedades de la materia, la energía, el tiempo, el espacio y sus interacciones (fuerza). Los sistemas físicos se caracterizan por: 

  • Tener una ubicación en el espacio-tiempo. 
  • Tener un estado físico definido sujeto a evolución temporal. 
  • Poderle asociar una magnitud física llamada energía. 

La física estudia por lo tanto un amplio rango de campos y fenómenos naturales, desde las partículas subatómicas hasta la formación y evolución del Universo así como multitud de fenómenos naturales cotidianos, caracterizados por cierta geometría o topología y cierta evolución temporal y cuantificados mediante magnitudes físicas como la energía. 

miércoles, 11 de febrero de 2015

Examen de Diagnostico

¿Que Estudia la Física?




Es la ciencia que estudia las propiedades y comportamiento de la materia, la energía, el espacio y el tiempo y las interacciones de esos cuatro conceptos entre si.



La física es una de las más antiguas disciplinas académicas, tal vez la más antigua, ya que la astronomía es una de sus disciplinas.


¿Cuales son las Ramas de la Fisica?
  • La Física Clásica se encarga del estudio de aquellos fenómenos que tienen una velocidad relativamente pequeña comparada con la velocidad de la luz y cuyas escalas espaciales son muy superiores al tamaño de átomos y moléculas.
  • La Física Moderna se encarga de los fenómenos que se producen a la velocidad de la luz o valores cercanos a ella o cuyas escalas espaciales son del orden del tamaño del átomo o inferiores y fue desarrollada en los inicios del siglo 20.
  • La Física Contemporánea se encarga del estudio de los fenómenos no-lineales, de la complejidad de la naturaleza, de los procesos fuera del equilibrio termodinámico y de los fenómenos que ocurren a escalas mesoscópicas y nanoscópicas.
Aunque se divida en 3 ramas, la física cuenta con cuatro pilares básicos: La Mecánica Clásica, cuyo propósito es estudiar las leyes que gobiernan el movimiento de los cuerpos; La Electrodinámica Clásica, dedicada al estudio de los fenómenos que involucran cargas electromagnéticas; La Física Cuántica, utilizada para describir el mundo macroscópico bajo la hipótesis de que están formados por cuerpos microscópicos cuyas leyes conocemos; y La Termodinámica y Física Estadística, utilizada para estudiar a los sistemas formados por muchas partículas, como por ejemplo los fluidos, gases, líquidos.
¿En que Aspectos de la Física se Relaciona con la Computación?
  • El algoritmo de recocido simulado: La teoría de la física nos dice que los átomos tienden a colocarse en la posición que requiera menos energía. Los fabricantes de metales lo saben bien y por eso funden el metal y luego lo dejan enfriar poco a poco mientras le dan forma. La computación se aprovechó de esta idea para dar un algoritmo en el campo de la inteligencia artificial que simula un recocido para encontrar la solución que requiera "menor energía"

  • En graficación: hay varias, aunque relativamente pocas, analogías que versan de energía. Una de ellas que es fácil de entender es un reciente algoritmo para reducir el tamaño de las imágenes definiendo una hipotética "energía" que une a los pixeles entre sí. 

¿Cuales son los Fenómenos Naturales que Estudia la Física?

El conocimiento actual abarca la descripción de partículas fundamentales microscópicas, el nacimiento de las estrellas en el universo e incluso conocer con una gran probabilidad lo que aconteció en los primeros instantes del nacimiento de nuestro universo, por citar unos pocos campos.


¿Que Ciencias se Relacionan con la Física?

  • Astronomía - Estudio de los cuerpos celestes y su análisis. 
  • Electrónica - Estudia el comportamiento de los electrones en el vacío, en gases y en semiconductores.
  • Física - Estudio del comportamiento de la materia y la energía. 
  • Ingeniería - Aplicación industrial de los principios científicos. 
  • Mecánica - Invención y construcción de máquinas; funcionamiento de éstas, y cálculo de su rendimiento. 
  • Metalurgia - Comportamiento de los metales 
  • Química - La ciencia que estudia la composición de las sustancias y su interacción con la energía y con otras sustancias. 



Físicos Famosos


Los primeros trabajos de filósofos griegos como Demócrito, Eratóstenes, Aristarco, Epicuro o Aristóteles, y fue continuada después por científicos como Galileo Galilei, Isaac Newton, Leonhard Euler, Joseph-Louis de Lagrange, Michael Faraday, William Rowan Hamilton, Rudolf Clausius, James Clerk Maxwell, Hendrik Antoon Lorentz, Albert Einstein, Niels Bohr, Max Planck, Werner Heisenberg, Paul Dirac, Richard Feynman y Stephen Hawking, entre muchos otros.



¿Cuales son las Aportaciones de la Física ala Tecnología?


  • En COMPUTACIÓN, para medir la resistencia de los chips, así como la capacidad eléctrica que resisten, y el nivel de calor que soportan sin dilatarse, incluso a niveles de pequeñas tuercas. 
  • En ASTRONOMÍA, ayudan a determinar cuanta energía disipa un cuerpo, a qué distancia aproximada se encuentra en relación a una estrella, y diversas mediciones más. Además de aplicar el movimiento de los cohetes y transbordadores.
  • En ALIMENTOS, permiten el diseño de nuevas maquinarias que permiten una mayor eficiencia sin perjudicar la calidad nutritiva de los alimentos; por ejemplo molinos, estrujadores, hornos y secadores, etc. 
  • En URBANISMO, permiten determinar la resistencia antisísima de un edificio o un complejo, y el modo de ayudarlo, mediante la evaluación de la resistencia de materiales. Asimismo,Determinan la presión y trabajo que generan cuerpos gigantescos como edificios sobre ambientes específicos como una habitación o un garaje, y determinan también la resistencia que deben generar.







Equipo:

Carlos Eduardo Cervantes Miranda

Jorge Miguel Vega Lucas

Brandon Jhoan Davila Esparza

Michael Santiago Santos Cordova