Campos De Estudio De La Fisica 1e421t

CAMPÓS DE ESTUDIO DE LA FÍSICA La física para su estudio se divide en 2 grandes ramas: Física clásica y física moderna, estas a su vez se dividen en diferentes campos de estudio como se muestra en el siguiente cuadro:

Estática Dinámica Cinemática

Clásica

Mecánica Teoría del calor Teoría del sonido Electricidad y magnetismo Optica

Física

Moderna

Teoría de la relatividad Teoría Cuántica Física Cuántica Física Nuclear

FÍSICA CLASICA Primeramente tenemos la física clásica, la cual se divide en Mecánica y esta a su vez en: Estática Dinámica y Cinemática: MECÁNICA: La mecánica estudia el movimiento de los cuerpos y la respuesta de estos a las fuerzas La mecánica esta presente en nuestras vidas casi todo momento, un ejemplo de esta es el automóvil que utilizamos para desplazarnos, este conlleva elementos mecánicos que unidos todos en conjunto, provocan que el automóvil sufra un desplazamiento.

-Estática: Relativo al equilibrio de las fuerzas, parte de la mecánica que trata de dicho equilibrio, contrariamente a la dinámica, solamente considera el caso de los cuerpos sometidos a la acción de varias fuerzas, no se mueven, por equilibrarse las fuerzas y permanecer aquellos en estado de reposo. La estática, se encuentra presente en aquellos cuerpos donde, las fuerzas que actúan sobre el, lo mantienen en equilibrio y en estado de reposo, como ejemplo tenemos por ejemplo de una pequeña bola de acero colgada de un hilo, en el actúan varias fuerzas que lo mantienen en equilibrio, una de ellas seria la gravedad, que lo lleva hacia abajo, pero por otro lado, tenemos la tensión que el hilo o cuerda ejecuta sobre la bola, sosteniéndolo hacia arriba, y si la bola de acero esta en reposo, quiere decir que la resultante de sus fuerzas es igual a cero. -Dinámica: Parte de la mecánica y por lo tanto de la física que se encarga de estudiar el movimiento de los cuerpos y partículas así como la causa que producen dichos movimientos y los factores que los afectan. La dinámica se encarga de estudiar el movimiento de los cuerpos, tomando en cuenta las causas que lo producen, por ejemplo, si nosotros hacemos mover un balón de fútbol, primero tendremos que aplicar una fuerza sobre el, este reaccionara a la fuerza aplicada, realizando un movimiento, el cual tendrá determinada velocidad, distancia y tiempo, y se detendrá el algún momento, debido a otras fuerzas, como la fricción, la presión atmosférica, etc.

-Cinemática: Parte de la mecánica que estudia el movimiento de los cuerpos, en función del tiempo, pero haciendo abstracciones de las causas o fuerzas que los provocan. La cinemática nos va a ayudar a comprender mejor el movimiento en si, es decir, solo el objeto que se mueve será causa de estudio debido a su movimiento. Nuevamente si tomamos el ejemplo del balón de fútbol veremos que este al moverse, recorrerá determinada distancia en cierto tiempo, es decir su velocidad es directamente proporcional a la distancia que recorre e inversamente proporcional al tiempo efectuado, y veremos que hay varios tipos de movimiento. TEORÍA DEL CALOR: El calor es una forma de energía. Las unidades más comunes usadas para medir el calor son joules, calorías, kilocalorías y BTU. Conocer la teoría del calor, nos va a permitir por ejemplo, saber el calor que se genera, digamos, en un horno industrial, cual es la cantidad de energía que trasmite e irradia al exterior. TEORÍA DEL SONIDO: Las ondas sonoras son ondas de compresión en un medio material como el aire, agua, o acero. Cuando las compresiones y rarificaciones de las ondas inciden sobre el tímpano del oído, dan por resultado la sensación de sonido, siempre que la frecuencia de las ondas este situada entre 20 Hz y 20 000 Hz. La teoría del sonido se aplica en muchísimos lugares, y en prácticamente todo el tiempo, conociéndola sabemos distinguir entre los sonidos agudos, los medios y los graves, sus diferentes intensidades por ejemplo en una conversación normal entre 2 personas se generan 60 decibeles de intensidad acústica o por ejemplo el transito muy intenso en una ciudad puede generar hasta 80 decibeles de intensidad acústica.

ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO: La electricidad es un fenómeno físico originado por la existencia de electrones que se mueven dentro de un conductor, que es generalmente de cobre, pero puede ser cualquier metal, que sea conductor de electricidad. Y el magnetismo es otro fenómeno físico producido, principalmente por la magnetita, que es una piedra que tiene la capacidad de atraer los metales, esta piedra, también conocida como piedra imán es un oxido de hierro (FeO2, FeO3) que tiene propiedades magnéticas naturales y que según la tradición fue el filosofo tales de Mileto hacia el año 550 A.C. quien la descubrió. La electricidad y magnetismo esta presente en todo momento durante nuestra vida, por ejemplo, la electricidad la usamos todos los días para satisfacer nuestras necesidades básicas, como usar nuestro automóvil, prender los focos de nuestra casa durante la noche, etc. y el magnetismo también esta presente, en muchas partes, un ejemplo muy claro es la brújula, la cual siempre se orienta hacia el polo norte magnético de la tierra, y permite la orientación de los barcos y aviones.

FISICA MODERNA

Dos importantes avances marcaron el inicio de la física moderna durante el primer tercio del siglo XX , la teoría cuántica, y la teoría de la relatividad explicaron los nuevos hallazgos, llevaron a nuevos descubrimientos y cambiaron el modo de comprender la física. TEORÍA DE LA RELATIVIDAD: Fue proporcionada por Albert Einstein y se ocupa de los cuerpos que se mueven con velocidad constante. Los postulados de Einstein fueron: 1.- Todo movimiento es relativo. La velocidad de los objetos solo puede darse en relación con otro objeto. Es imposible determinar una velocidad absoluta para un objeto 2.- La rapidez de la luz medida exactamente en el espacio libre, c, tiene el mismo valor para todos los observadores, independientemente del movimiento de la fuente o del observador. TEORÍA CUANTICA: El primero en resolver el dilema planteado por los espectros de emisión de los cuerpos sólidos fue el físico alemán Max Planck. Según la física clásica, todas las moléculas de un sólido pueden vibrar, y la amplitud de sus vibraciones está directamente relacionada con la temperatura. En principio son posibles todas las energías de vibración, y la energía térmica del sólido debería de poder convertirse de forma continua en radiación electromagnética mientras se le suministre energía. Planck realizó una suposición radical al postular que un oscilador molecular sólo puede emitir ondas electromagnéticas en paquetes discretos, que llamó cuantos o fotones (véase Teoría cuántica). Cada fotón tiene una longitud de onda y una frecuencia características y una energía E que viene dada por E = hu, donde u es la frecuencia de la onda luminosa y h es la denominada constante de Planck. La longitud de onda λ está relacionada con la frecuencia según la

ecuación λu = c, donde c es la velocidad de la luz. Si la frecuencia se expresa en hercios (Hz), o ciclos por segundo (1 Hz = 1 s-1), y la energía en julios, la constante de Planck es extremadamente pequeña, y vale 6,626 × 10-34 julios·segundo. Con su teoría, Planck introdujo una dualidad ondacorpúsculo en la naturaleza de la luz, que durante un siglo había sido considerada como un fenómeno exclusivamente ondulatorio FÍSICA NUCLEAR El descubrimiento de la radiactividad del mineral de uranio, llevado a cabo en 1896 por Becquerel, también facilitó la comprensión de la estructura atómica. En los años siguientes se comprobó que la radiación de los materiales radiactivos estaba formada por tres tipos de emisiones: los llamados rayos alfa, beta y gamma. Rutherford estableció que los primeros eran núcleos de átomos de helio, y Becquerel demostró que los segundos eran electrones muy rápidos. Los rayos gamma resultaron ser radiación electromagnética de muy alta frecuencia. En 1898, los físicos ses Marie y Pierre Curie aislaron dos elementos muy radiactivos, el radio y el polonio, a partir del mineral de uranio, con lo que demostraron que las radiaciones pueden identificarse con determinados elementos. En 1903, Rutherford y el químico y físico británico Frederick Soddy demostraron que la emisión de rayos alfa o beta provoca la transmutación del núcleo del elemento emisor en un núcleo de un elemento diferente. Poco después se comprobó que los procesos radiactivos son aleatorios y sólo se pueden estudiar desde un punto de vista estadístico: no existe ningún método para indicar qué núcleo de un átomo de un material radiactivo se desintegrará en un momento dado. Estos avances, además de llevar al modelo atómico de Rutherford y Bohr, también sugerían que los rayos alfa, beta y gamma sólo podían proceder de núcleos de átomos muy pesados. En 1919, Rutherford bombardeó núcleos de nitrógeno con partículas alfa y los convirtió en núcleos de hidrógeno y oxígeno, con lo que logró la primera transmutación artificial de elementos. Entretanto, el conocimiento de la naturaleza y abundancia de los isótopos iba creciendo, debido en gran medida al desarrollo del espectrómetro de masas. Surgió un modelo atómico en el que el núcleo contenía toda la carga positiva y casi toda la masa del átomo. Los portadores de la carga nuclear fueron identificados como protones, pero sólo podía explicarse la masa del núcleo si existían otras partículas adicionales sin carga (salvo en el caso del hidrógeno, cuyo núcleo está formado sólo por un protón). En 1932, el físico británico James Chadwick descubrió el neutrón, una partícula eléctricamente neutra cuya masa es igual a 1,675 × 10-27 kg, algo mayor que la del protón. Los núcleos atómicos resultaron pues estar formados por protones y neutrones —llamados colectivamente nucleones—, y el número atómico del elemento corresponde al número de protones del núcleo. Por otra parte, el número másico, también denominado número isotópico, corresponde a la suma del número de protones y neutrones. Por ejemplo, todos los átomos de oxígeno (cuyo número atómico es 8) tienen ocho protones, pero los tres isótopos de oxígeno 16O, 17O y 18O contienen respectivamente ocho, nueve y diez neutrones en su núcleo

CONCLUSIONES La física es una ciencia que se encuentra primordialmente en nuestras vidas, aunque no la podamos ver, pero conocemos las causas de los movimientos de los cuerpos, también conocemos la influencia que producen los campos de estudio de la física como la mecánica, el sonido, la electricidad y magnetismo entre otras, en el mismo ser humano, por ejemplo, con el estudio de la mecánica y de sus divisiones tales como la dinámica, la estática, la cinemática, podemos conocer las distancias y tiempos que se generan en el movimiento de un cuerpo cualquiera, llámese, balón de fútbol, avión, automóvil, etc., también las causas que lo producen, es decir, las fuerzas que actúan sobre el objeto, provocando el movimiento de este, y también las causas que producen que un movimiento cese, la teoría del calor nos permite conocer en realidad que es el calor, sus características, efectos y consecuencias que produce, y como utilizarla en beneficio de los intereses del ser humano, la teoría del sonido es basta de conceptos referentes al sonido, ondas y movimientos vibratorios que al entrar por el conducto auditivo, producen la sensación de sonido, y cual debe ser su intensidad correcta para no provocar alguna sensación dolorosa que por lo general esta intensidad es medida en decibeles, así como la velocidad de esta en los diferentes medios, como agua, aire y materiales sólidos. En cuanto a la electricidad y magnetismo es por demás decir que es básica y elemental para la subsistencia del ser humano, ya que la electricidad, que es una energía, se aprovecha, para por medio de transductores, como pueden ser las maquinas de una industria, transformar la energía eléctrica en energía mecánica la cual produce satisfactores humanos como, televisiones productos industriales, etc. En conclusión, la física es fundamental, conocerla es conocer mejor el mundo que nos rodea, nos ayuda a entenderlo y por lo tanto, a tener mas conciencia de la realidad física en la que vivimos, la cual esta regido por leyes mas allá de las leyes del ser humano, estas leyes son las leyes de la física que se estudian todas de una manera mucho mas amplia y compleja que la descrita en esta breve descripción de cada una de ellas

BIBLIOGRAFIA

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BIBIOTECA DE CONSULTA MICROSOFT ENCARTA 2003

PEREZ Y JUAREZ, FÍSICA AL DIA, ED., MCGRAW-HILL, MÉXICO 1972

INTRODUCCION En este trabajo mencionaremos los campos de estudio de la física y algunos ejemplos prácticos de la vida cotidiana en los que la física esta presente, veremos los diferentes campos de estudio de la física que van desde el movimiento hasta el estudio de la velocidad de la luz, y las diversas divisiones que esta sufre, y que cada una se encarga de de un tema especifico dentro de la física, la física es una ciencia amplia y muy basta en datos, experiencias teorías y conocimientos, veamos pues una breve descripción de cada una de las divisiones de la física clásica y algunas de la física moderna, la cual ha tenido un gran auge desde el primer tercio del siglo XX a partir de Albert Einstein.