La física en relación otras ciencias
Todo fenómeno de la naturaleza, ya sea simple o complejo, tiene su fundamento y explicación en el campo de la física; esta ciencia da la posibilidad de comprender cada vez mejor los cambios del Universo y de mejorar la condiciones de vida de cada ser vivo.
La física es la ciencia que estudia la materia y la energía, y las relaciones que se dan entre ambas.
Para comprender los fenómenos del Universo que nos rodea, la física que se relaciona con otras ciencias y algunas de ellas son las siguientes: las matemáticas, cuya función es encontrar cuatificaciones numéricas que permitan medir y comparar diversos fenómenos que ocurren en la naturaleza; con la química se relaciona de manera importante, ya que la materia, en su estructura atómica, requiere las leyes físicas para poder explicar sus interacciones moleculares; con sus leyes, auxilia a la geografía para comprender la descripción de la Tierra y los fenómenos en su superficie; a la biología, que estudia los seres vivos, la auxilia relacionándola con las leyes que regulan la vida orgánica; la astronomía, que estudia los astros y el Universo, se vale de las leyes de la óptica,entre otras, para desarrollar sus observaciones; con la mineralogía, la física contribuye mediante la aplicación de sus leyes a las estructuras atómicas de los minerales; la meteorología estudia los fenómenos atmosféricos, y la física se relaciona con éste aplicando los conceptos de presión y temperatura, entre otros, para tratar de explicar las causas que provocan dichos fenómenos; por último, las leyes de la física se aplican para comprender la estructura de la Tierra, su evolución y transformaciones, y de esta manera también se relaciona con la geología.
Los físicos utilizan instrumentos de gran poder y alta sensibilidad, como los aceleradores de partículas, telescopios, radiotelescopios, radares, microscopios electrónicos y computadoras, entre otros, para extender al máximo el alcance de los sentidos.
Sin embargo, el funcionamiento de estos instrumentos se comprende cabalmente mediante indicadores que pueden percibir los sentidos humanos.
División de la física para su estudio
La física, para su estudio, se puede dividir en dos grandes grupos: física clásica y física moderna.
La física clásica estudia todos aquellos fenómenos en los cuales la velocidad es muy pequeña comparada con la velocidad de propagación de la luz.
Tradicionalmente, la física clásica se divide en mecánica (estudio del movimiento), que a su vez se subdivide en estática (estudia los cuerpos en equilibrio o en reposo), cinemática (estudia el movimiento de los cuerpos sin atender a sus causas) y la dinámica (se ocupa de las causas que producen el movimiento); la acústica (estudia el sonido); termología, que se subdivide en calorimetría (estudio del calor) y termometría (estudio de la temperatura); electromagnetismo (estudio de los fenómenos eléctricos y magnéticos); y óptica (estudio de la luz).
La física moderna estudia todos los fenómenos producidos a la velocidad de la luz o con valores cercanos a ella. En ella están comprendidas la física cuántica y la física relativista.
La física cuántica estudia los fenómenos que tienen lugar en el dominio del átomo, y la física relativista estudia los cuerpos animados a grandes velocidades. Las leyes de la física moderna son las más generales.
El papel de la matemática
La matemática es una herramienta de gran valor para muchas ciencias, incluida la física. Si se desea predecir, por ejemplo, la distancia que recorre un móvil cuya velocidad inicial es conocida, dada una determinada aceleración y tiempo, el siguiente paso será relacionar estos elementos entre sí, y no se podría hacerlo sin empleo de la matemática. Si se hiciera tal experimento, sus mediciones, más el conocimiento de la matemática, llevarían a la siguiente relación:
donde:
es la distancia recorrida.
es la velocidad inicial.
es el tiempo.
es la rapidez de cambio de la velocidad.
Así, la matemática es una herramienta que permite derivar relaciones experimentales que describan con exactitud los fenómenos físicos. En los temas posteriores se observará que las matemáticas juegan un papel mayor en la solución de ecuaciones específicas por valores específicos. Por ejemplo, en la ecuación anterior, sería simple encontrar los valores de
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