2. Definición y distinción entre física y química
La palabra física se deriva de un término griego que significa
relativo a la naturaleza.
Las ciencias físicas estudian las propiedades generales de la
materia que son percibidas por el hombre a través de los
sentidos. Esto es, lo que se capta por medio de la vista, el
oído, el tacto, el gusto o el olfato.
Esas propiedades generales pueden sufrir modificaciones, y esas
modificaciones se llaman fenómenos.
Esos fenomenos físicos pueden ser de dos tipos: los que sólo
transforman de modo pasajero el aspecto y las propiedades de
los cuerpos y aquellos que los cambian o alteran de manera
permanente.
Los fenómenos físicos del primer tipo dependen sólo de la
naturaleza de los cuerpos, mientras que los segundos varían su
naturaleza y se deben casi siempre a la acción recíproca de las
sustancias que los componen, las cuales desaparecen como tales
en esas reacciones para originar materias distintas dotadas de
nuevas propiedades.
3. La Física, estudio de ciertas propiedades de la materia, se
fundamenta en la observación, que consiste no sólo en apreciar
con exactitud todas las circunstancias que acompañan a un
fenómeno, sino también en diferenciar lo esencial de lo accesorio
o incluso de lo que no tiene relación alguna con el hecho
observado.
Es necesario, por tanto, efectuar una numerosa serie de
observaciones para poder hacer variar los diversos factores del
fenómeno y determinar así el papel que desempeña cada uno de
ellos.
Como en la Naturaleza no se suele distinguir claramente lo
importante de lo accesorio, el físico tiene que recurrir a la
experimentación.
La experimentación consiste en efectuar una observación
simplificando lo más posible las condiciones del fenómeno. Se
puede hacer variar, por ejemplo, sólo una de las
circunstancias, mientras que las restantes permanecen
idénticas, para saber, entre las múltiples influencias
ejercidas, cuál es la que pertenece exclusivamente al fenómeno
observado.
4. Hipótesis y teoría
Los sentidos constituyen los primeros medios de
información, pero como son insuficientes para revelar todo lo que
existe el hombre tiene que interpretar mediante el razonamiento
lo que observa y reconocer la existencia de la materia que no ve
(el gas, por ejemplo) por los efectos que produce. Por
consiguiente, al lado de los hechos observados, caben
interpretaciones diversas que pueden evolucionar con el progreso
de la ciencia.
Los experimentos permiten determinar las causas de los hechos
observados; es decir, las condiciones indispensables para que
éstos se produzcan y agrupar, de este modo, los fenómenos
relacionados con una misma causa.
Sin embargo, como en muchos casos ésta es desconocida, se
tiene que sustituir por una hipótesis. La explicación de varios
hechos por la misma hipótesis, o de toda una serie de hechos por
un conjunto de hipótesis, lleva a la formulación de una
teoría, cuyas consecuencias deben comprobarse mediante la
realización de nuevos experimentos.
5. La Física se divide tradicionalmente en varias partes, que corresponden a
las propiedades generales de los cuerpos:
Gravedad o estudio de la atracción ejercida por la Tierra
Estática de los gases líquidos o estudio del equilibrio de cuerpos
gaseosos y líquidos
Termología o estudio de los fenómenos en que interviene el calor o la
temperatura
Acústica o estudio de la formación y propagación de los sonidos
Óptica que estudia las leyes y los fenómenos de la luz
Electricidad o estudio de fenómenos relativos al movimiento de
electrones
Magnetismo o estudio de los fenómenos de atracción a distancia
provocados por imanes y corrientes eléctricas
La división precedente se utiliza sólo son fines pedagógicos ya que en la
actualidad no se justifica pues las innumerables relaciones que se han
descubierto entre los fenómenos luminosos eléctricos y magnéticos, por
ejemplo, permiten considerar las diversas manifestaciones de los mismos
como diferentes aspectos de una sola magnitud llamada energía.
6. La observación de los fenómenos naturales hace surgir una
serie de conceptos abstractos, llamados magnitudes
(longitud, tiempo, masa, fuerza, etc.) cuya cuantía varía
de un caso a otro. Así, las longitudes son más o menos
grandes, la fuerza, mayor o menor, etc.
Pero para que esos conceptos sean verdaderas magnitudes
han de poderse comparar mediante las expresiones igual
que, mayor que, y menor que, es decir que debe ser
posible definir en ellos la igualdad y la suma.
En Física, para que sea útil la experimentación, es
necesario, apoyándose en las Matemáticas, expresar los
resultados obtenidos por medio de números y, por lo
tanto, saber medir las magnitudes que intervienen en los
fenómenos físicos.
Medir una magnitud es compararla con otra de la misma
especie tomada como patrón y llamada unidad. El
resultado de la comparación es un número, denominado
medida de la magnitud.
7. Los cuerpos suelen distinguirse por su estado físico, que puede ser sólido, líquido o gaseoso.
Un cuerpo sólido tiene forma y volumen propios y sólo se deforma si se ejercen sobre él presiones
más o menos intensas. Casi todos los metales, por ejemplo, son sustancias sólidas.
Un líquido tiene un volumen constante, pero su forma varía según el recipiente que lo contiene.
Un gas carece de forma y volumen propios: ocupa siempre el volumen del recipiente que lo
contiene, puesto que es dilatable y compresible.
Cambios de estado.
Muchas sustancias pueden cambiar de estado bajo los efectos de la temperatura y la presión. El
agua, líquida a la temperatura ordinaria, se transforma en gas (vapor de agua) a 100º grados y a la
presión atmosférica (vaporización) y en sólido (hielo) a 0º grados y a la presión atmosférica
(solidificación).
Al elevarse la temperatura, el hielo vuelve a convertirse en líquido por fusión.
Las máquinas simples, instrumentos empleados desde la más remota antigüedad, sirven para
trasmitir la acción de las fuerzas a las que están sometidas directamente; es decir, la potencia P y
la resistencia Q.
La potencia es, por ejemplo, la fuerza ejercida por un obrero con la mano, y la resistencia es el
peso de una carga.
En el estudio de las máquinas simples en reposo no se tienen en cuenta los rozamientos.
En algunos casos se utilizan las máquinas simples en estado de equilibrio (por ejemplo, una
palanca para mantener una carga levantada) con el objetivo de trasladar pesos.
8. El plano inclinado consiste en una superficie
plana que forma con el horizonte un ángulo
mayor que 0º y menor que 90º.
Un cuerpo colocado sobre este plano queda
sometido a tres fuerzas que lo deslizan hacia
abajo. En la práctica se coloca el cuerpo
sobre ruedas para disminuir el roce.
La palanca es una barra rígida que puede
girar alrededor de un punto fijo llamado
punto de apoyo. La fuerza ejercida sobre la
palanca es aumentada para mover un cuerpo
que opone mayor resistencia.
9. El torno consta de un cilindro llamado árbol o
tambor, cuyo eje descansa en dos soportes y que
puede girar por medio de un manubrio solidario
del mismo. La resistencia o el cuerpo que
generalmente debe levantarse actúa en el
extremo de una cuerda que se enrolla en el
tambor. (Un balde de agua sacado de una noria).
La polea es un disco de madera o de metal que
puede girar alrededor de su eje y cuya periferia
lleva una garganta o canal por el cual pasa una
cuerda o cadena. Suele estar montada en un
soporte llamado armadura o bastidor. La
potencia se ejerce en uno de los extremos de la
cuerda o cadena y se cambia la dirección de la
fuerza