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LA FISICA
La Física es la ciencia que observa la Naturaleza, y trata de describir las leyes que
la gobiernan mediante expresiones matemáticas.

CIENCIA EXPERIMENTAL

Una ciencia experimental es la que recurre a experimentos o situaciones pre
escogidas y controladas en las que el resultado en esas condiciones no es
conocido. En su mayoría, las ciencias naturales son además ciencias
experimentales, aunque en general la astronomía no se considera una ciencia
experimental, ya que en la mayoría de los casos no es posible escoger de
antemano las condiciones de movimiento de los astros. Muchas ciencias sociales
pueden recurrir a experimentos: por ejemplo, las ciencias cognitivas y la psicología
frecuentemente recurren a sujetos en laboratorio que responden ante situaciones
preparadas. Ciencia experimental es la ciencia que realiza experimentos con el fin
de encontrar razón o cualquier modo de explicar o de hallar fenómenos físicos.

MAGNETISMO

Las fuerzas magnéticas son producidas por el movimiento de partículas cargadas,
como por ejemplo electrones, lo que indica la estrecha relación entre la
electricidad y el magnetismo. El marco que aúna ambas fuerzas se denomina
teoría electromagnética. La manifestación más conocida del magnetismo es la
fuerza de atracción o repulsión que actúa entre los materiales magnéticos como el
hierro. Sin embargo, en toda la materia se pueden observar efectos más sutiles
del magnetismo. Recientemente, estos efectos han proporcionado claves
importantes para comprender la estructura atómica de la materia.

Teoría electromagnética




Hans Christian Oersted descubrió que una aguja magnética podía ser desviada
por una corriente eléctrica. Este descubrimiento, que mostraba una conexión entre
la electricidad y el magnetismo, fue desarrollado por Ampère, que estudió las
fuerzas entre cables por los que circulan corrientes eléctricas, y por Arago, que
magnetizó un pedazo de hierro colocándolo cerca de un cable recorrido por una
corriente. Faraday descubrió que el movimiento de un imán en las proximidades
de un cable induce en éste una corriente eléctrica; este efecto era inverso al
hallado por Oersted. Así, Oersted demostró que una corriente eléctrica crea un
campo magnético, mientras que Faraday demostró que puede emplearse un
campo magnético para crear una corriente eléctrica. La unificación de las teorías
de la electricidad y el magnetismo se debió a Maxwell, que predijo la existencia de
ondas electromagnéticas e identificó la luz como un fenómeno electromagnético.

Los estudios posteriores se centraron en la comprensión del origen atómico y
molecular de las propiedades magnéticas de la materia. Langevin desarrolló una
teoría sobre la variación con la temperatura de las propiedades magnéticas de las
sustancias paramagnéticas, basada en la estructura atómica de la materia. Esta
teoría es un ejemplo de la descripción de propiedades macroscópicas a partir de
las propiedades de los electrones y los átomos. La teoría de Langevin fue
ampliada por Pierre ErnestWeiss, que postuló la existencia de un campo
magnético interno, molecular, en los materiales como el hierro. Este concepto,
combinado con la teoría de Langevin, sirvió para explicar las propiedades de los
materiales como la piedra imán.

La teoría de Neils Bohr sobre la estructura atómica, hizo que se comprendiera la
tabla periódica y mostró por qué el magnetismo aparece en los elementos de
transición como el hierro o los lantánidos o en compuestos que incluyen estos
elementos. Samuel Abraham Goudsmit y Uhlenbeck demostraron que los
electrones tienen espín y se comportan como pequeños imanes con un momento
magnético                                                              definido.
El momento magnético de un objeto es una cantidad vectorial que expresa la
intensidad y orientación del campo magnético del objeto. Werner Karl Heisenberg
dio una explicación detallada del campo molecular de Weiss basada en la
mecánica cuántica.

EL CAMPO MAGNÉTICO

Una barra imantada o un cable que transporta corriente pueden influir en otros
materiales magnéticos sin tocarlos físicamente porque los objetos magnéticos
producen un c ampo magnético. Los campos magnéticos suelen representarse
mediante líneas de flujo magnético. En cualquier punto, la dirección del campo
magnético es igual a la dirección de las líneas de flujo, y la intensidad del campo
es inversamente proporcional al espacio entre las líneas de flujo.




En el caso de una barra imantada, las líneas de flujo salen de un extremo y se
curvan para llegar al otro extremo; estas líneas pueden considerarse como bucles
cerrados, con una parte del bucle dentro del imán y otra fuera.
En los extremos del imán, donde las líneas de flujo están más próximas, el campo
magnético es más intenso; en los lados del imán, donde las líneas de flujo están
más separadas, el campo magnético es más débil. Según su forma y su fuerza
magnética, los distintos tipos de imán producen diferentes esquemas de líneas de
flujo. La estructura de las líneas de flujo creadas por un imán o por cualquier
objeto que genere un campo magnético puede visualizarse utilizando una brújula o
limaduras de hierro. Los imanes tienden a orientarse siguiendo las líneas de flujo
magnético. Por tanto, una brújula, que es un pequeño imán que puede rotar
libremente, se orientará en la dirección de las líneas. Marcando la dirección que
señala la brújula al colocarla en diferentes puntos alrededor de la fuente del
campo magnético, puede deducirse el esquema de líneas de flujo. Igualmente, si
se agitan limaduras de hierro sobre una hoja de papel o un plástico por encima de
un objeto que crea un campo magnético, las limaduras se orientan siguiendo las
líneas de flujo y permiten así visualizar su estructura.

Los campos magnéticos influyen sobre los materiales magnéticos y sobre las
partículas cargadas en movimiento. En términos generales, cuando una partícula
cargada se desplaza a través de un campo magnético, experimenta una fuerza
que forma ángulos rectos con la velocidad de la partícula y con la dirección del
campo. Como la fuerza siempre es perpendicular a la velocidad, las partículas se
mueven en trayectorias curvas. Los campos magnéticos se emplean para
controlar las trayectorias de partículas cargadas en dispositivos como los
aceleradores de partículas o los espectrógrafos de masas.

BRÚJULA

Instrumento que indica el rumbo, empleado por marinos, pilotos, cazadores,
excursionistas y viajeros para orientarse. Hay dos tipos fundamentales de brújula:
la brújula magnética y el girocompás o brújula giroscópica.

Brújula magnética: En su forma más sencilla este tipo de brújula está formado por
una aguja magnetizada montada en un pivote situado en el centro de un círculo
graduado fijo (denominado rosa de los vientos) de modo que la aguja pueda
oscilar libremente en el plano horizontal. En la brújula magnética el rumbo se
determina a partir de una o varias agujas magnetizadas que señalan al polo norte
magnético bajo la influencia del campo magnético terrestre. El compás náutico,
una brújula magnética utilizada en la navegación, tiene varios haces de agujas
magnetizadas paralelas fijados a la parte inferior de la rosa que pivota sobre su
centro en un recipiente de bronce cubierto de vidrio. El recipiente está montado en
un balancín, por lo que la rosa mantiene una posición horizontal a pesar del
balanceo y cabeceo del barco.

En el compás líquido, el más estable de los compases náuticos, el recipiente está
lleno de líquido, una mezcla de alcohol y agua. El líquido ayuda a sostener la rosa,
que en este tipo de brújula pivota sobre su centro y flota en el líquido, con lo que
se reduce la fricción en el pivote y se amortiguan las vibraciones de la rosa
causadas por el movimiento del buque. Estas ventajas hacen que el compás
líquido se emplee más que el compás seco. En ambos tipos hay trazada una línea
negra vertical, conocida como línea de fe, en la superficie interior del recipiente,
orientada según la proa del barco. El rumbo del buque se obtiene leyendo los
grados que marca la rosa frente a la línea de fe. La brújula magnética sólo apunta
al norte magnético si el barco está libre de magnetismo y si no hay objetos
grandes de hierro o acero en las proximidades. Si el barco está magnetizado o la
aguja se ve afectada por objetos de hierro o acero, se produce el error conocido
como desviación. Para corregir la desviación la brújula se instala en un soporte
denominado bitácora de compensación, equipado con un sistema de imanes que
compensan las influencias perturbadoras.

Para obtener el norte verdadero en una brújula magnética también hay que
efectuar las correcciones debidas a la declinación magnética (el ángulo formado
entre el meridiano magnético y el meridiano verdadero). Este ángulo (también
llamado variación magnética) puede ser positivo o negativo, y varía con la posición
geográfica y en cierta medida con el tiempo. Se han determinado la magnitud, el
signo y el cambio anual de la declinación de la mayoría de los lugares de la
superficie terrestre, y estos datos están registrados en todas las cartas náuticas.
Las tormentas magnéticas provocan cambios transitorios e impredecibles de la
declinación, sobre todo en las latitudes más elevadas.

El compás náutico convencional resulta poco fiable en las aeronaves debido a los
errores introducidos por los giros y aceleraciones bruscas del avión. Para eliminar
estos errores, los compases aeronáuticos tienen un diseño especial, con unidades
direccionales magnéticas estabilizadas respecto al movimiento del avión mediante
péndulos o giróscopos.

Girocompás: Este dispositivo, dotado de uno o más giróscopos, se emplea para la
navegación de todos los buques de cierto tamaño. El girocompás, que no resulta
afectado por el magnetismo terrestre, consiste en un giróscopo cuyo rotor gira
alrededor de un eje confinado al plano horizontal de forma que dicho eje se alinea
con la línea Norte-Sur paralela al eje de rotación terrestre, con lo que indica el
norte verdadero, sin estar sometido a los errores inherentes de desviación y
declinación que afectan a la brújula magnética. Los girocompases cuentan con
dispositivos de corrección para compensar la deriva hacia el Este debida al
movimiento de la Tierra y los errores de velocidad y rumbo. En la mayoría de los
barcos oceánicos, el girocompás está conectado eléctricamente con un piloto
automático, un dispositivo que dirige el timón del barco de forma automática y
mantiene su rumbo de acuerdo a las señales del girocompás.

TIPOS DE MATERIALES MAGNÉTICOS

Las propiedades magnéticas de los materiales se clasifican siguiendo distintos
criterios. Una de las clasificaciones de los materiales magnéticos (diamagnéticos,
paramagnéticos y ferromagnéticos) se basa en la reacción del material ante un
campo magnético. Cuando se coloca un material diamagnético en un campo
magnético, se induce en él un momento magnético de sentido opuesto al campo
magnético. En la actualidad se sabe que esta propiedad se debe a las corrientes
eléctricas inducidas en los átomos y moléculas individuales. Estas corrientes
producen momentos magnéticos opuestos al campo aplicado. Muchos materiales
son diamagnéticos; los que presentan un diamagnetismo más intenso son el
bismuto metálico y las moléculas orgánicas que, como el benceno, tienen una
estructura cíclica, que permite que las corrientes eléctricas se establezcan con
facilidad.

El comportamiento paramagnético se produce cuando el campo magnético
aplicado alinea todos los momentos magnéticos ya existentes en los átomos o
moléculas individuales que componen el material. Esto produce un momento
magnético global que se suma al campo magnético. Los materiales
paramagnéticos suelen contener metales de transición o lantánidos con electrones
no emparejados. El paramagnetismo en sustancias no metálicas suele
caracterizarse por una dependencia de la temperatura: la intensidad del momento
magnético inducido varía inversamente con la temperatura. Esto se debe a que al
aumentar la temperatura, cada vez resulta más difícil alinear los momentos
magnéticos de los átomos individuales en la dirección del campo magnético.

Las sustancias ferromagnéticas son las que, como el hierro, mantienen un
momento magnético incluso cuando el campo magnético externo se hace nulo.
Este efecto se debe a una fuerte interacción entre los momentos magnéticos de
los átomos o electrones individuales de la sustancia magnética, que los hace
alinearse de forma paralela entre sí. En circunstancias normales, los materiales
ferromagnéticos están divididos en regiones llamadas dominios; en cada dominio,
los momentos atómicos están alineados en paralelo. Los momentos de dominios
diferentes no apuntan necesariamente en la misma dirección. Aunque un trozo de
hierro normal puede no tener un momento magnético total, puede inducirse su
magnetización colocándolo en un campo magnético, que alinea los momentos de
todos los dominios. La energía empleada en la reorientación de los dominios
desde el estado magnetizado hasta el estado desmagnetizado se manifiesta en un
desfase de la respuesta al campo magnético aplicado, conocido como histéresis.

Un material ferromagnético acaba perdiendo sus propiedades magnéticas cuando
se calienta. Esta pérdida es completa por encima de la temperatura de Curie (la
temperatura de Curie del hierro metálico es de 770 °C).

OTROS ORDENAMIENTOS MAGNÉTICOS

La mejor comprensión de los orígenes atómicos de las propiedades magnéticas ha
llevado al descubrimiento de otros tipos de ordenamiento magnético. Se conocen
casos en los que los momentos magnéticos interactúan de tal forma que les
resulta energéticamente favorable alinearse entre sí en sentido anti paralelo; estos
materiales se llaman anti ferromagnéticos. La temperatura por encima de la cual
desaparece el orden anti ferromagnético se denomina temperatura de Néel,.
También se han hallado otras configuraciones más complejas de los momentos
magnéticos atómicos. Las sustancias ferrimagnéticas tienen al menos dos clases
distintas de momento magnético atómico, orientados entre sí de forma anti
paralela. Como ambos momentos tienen magnitudes diferentes, persiste un
momento magnético neto, al contrario que en un material anti ferromagnético,
donde todos los momentos magnéticos se anulan mutuamente. Curiosamente, la
piedra imán es ferrimagnética, y no ferromagnética; en este mineral existen dos
tipos de ion hierro, con momentos magnéticos diferentes. Se han encontrado
disposiciones aún más complejas, en las que los momentos magnéticos están
ordenados en espiral. Los estudios de estos ordenamientos han proporcionado
mucha información sobre las interacciones entre los momentos magnéticos en
sólidos.

APLICACIONES

El electroimán es la base del motor eléctrico y el transformador. El desarrollo de
nuevos materiales magnéticos ha influido notablemente en la revolución de los
ordenadores o computadoras. Es posible fabricar memorias de computadora
utilizando dominios burbuja. Estos dominios son pequeñas regiones de
magnetización, paralelas o anti paralelas a la magnetización global del material.
Según que el sentido sea uno u otro, la burbuja indica un uno o un cero, por lo que
actúa como dígito en el sistema binario empleado por los ordenadores. Los
materiales magnéticos también son componentes importantes de las cintas y
discos para almacenar datos.

Los imanes grandes y potentes son cruciales en muchas tecnologías modernas.
Los imanes superconductores se emplean en los aceleradores de partículas más
potentes para mantener las partículas aceleradas en una trayectoria curva y
enfocarlas

IMPORTANCIA DE LA ONDA ELECTROMAGNETICA

Los científicos establecieron que la electricidad y el magnetismo son, en efecto,
fenómenos relacionados. En 1820 Hans Oersted descubre que una brújula sé
deflecta cuando se coloca cerca de un circuito que lleve corriente eléctrica. En
1831, Michael Faraday, y simultáneamente, Joseph Heary, demuestran que,
cuando un magneto o imán (o de manera equivalente, cuando el magneto se
mueve cerca de un alambre), una corriente eléctrica se observa en el alambre. En
1873, James Clerk Maxwell uso estas observaciones y otros factores
experimentales como base, y formula leyes del electromagnetismo que se
conocen actualmente. (Electromagnetismo es el nombre dado a la combinación de
los campos eléctrico y magnético.) Poco tiempo después (alrededor de 1888),
Heinrich Hertz verifica las predicciones de Maxwell produciendo ondas
electromagnéticas en el laboratorio. Esto fue seguido por desarrollos prácticos
como la radio y la televisión.
Las contribuciones de Maxwell a la ciencia del electromagnetismo fueron
especialmente significativas debido a que las leyes formuladas por él son básicas
para todas las formas de los fenómenos electromagnéticos. Su trabajo es
comparable en importancia al descubrimiento de Newton con sus leyes del
movimiento y la teoría de la gravitación.

Según Faraday, un campo magnético variable, induce un campo eléctrico también
variable, como en electrostática se hace hincapié de que toda carga eléctrica en
reposo crea a su alrededor un campo eléctrico, cuya intensidad difiere en cada
punto.

El científico Maxwell, basado en consideraciones puramente teóricas, sospecho
que sería posible demostrar que un campo eléctrico variable debería inducir un
campo magnético también variable, semejante al creado por cargas eléctricas en
movimiento, como lo demostró en el experimento de Oersted.

Las ondas electromagnéticas no necesitan un medio material para propagarse.
Así, estas ondas pueden atravesar el espacio interplanetario e interestelar y llegar
a la Tierra desde el Sol y las estrellas

Todas se propagan en el vacío a una velocidad constante, muy alta (300 0000
km/s) pero no infinita.

Las ondas electromagnéticas se propagan mediante una oscilación de campos
eléctricos y magnéticos.

Las O.E.M. son también soporte de las telecomunicaciones y el funcionamiento
complejo del mundo actual.
TEORIA DE LA REALTIVIDAD

La teoría de la relatividad incluye dos teorías (la de la relatividad especial y la de la
relatividad general) formuladas por Albert Einstein a principios del siglo XX, que
pretendían resolver la incompatibilidad existente entre la mecánica newtoniana y el
electromagnetismo.

La primera teoría, publicada en 1905, trata de la física del movimiento de los
cuerpos en ausencia de fuerzas gravitatorias, en el que se hacían compatibles las
ecuaciones de Maxwell del electromagnetismo con una reformulación de las leyes
del movimiento. La segunda, de 1915, es una teoría de la gravedad que
reemplaza a la gravedad newtoniana pero coincide numéricamente con ella en
campos gravitatorios débiles. La teoría general se reduce a la teoría especial en
ausencia de campos gravitatorios.




RELATIVIDAD ESPECIAL

La teoría de la relatividad especial, también llamada teoría de la relatividad
restringida, publicada por Albert Einstein en 1905, describe la física del
movimiento en el marco de un espacio-tiempo plano, describe correctamente el
movimiento de los cuerpos incluso a grandes velocidades y sus interacciones
electromagnéticas y se usa básicamente para estudiar sistemas de referencia
inerciales. Estos conceptos fueron presentados anteriormente por Poincaré y
Lorentz, que son considerados como originadores de la teoría. Si bien la teoría
resolvía un buen número de problemas del electromagnetismo y daba una
explicación del experimento de Michelson-Morley, esta teoría no proporciona una
descripción relativista del campo gravitatorio.

Tras la publicación del artículo de Einstein, la nueva teoría de la relatividad
especial fue aceptada en unos pocos años por la práctica totalidad de los físicos y
los matemáticos, de hecho personas como Poincaré o Lorentz habían estado muy
cerca de llegar al mismo resultado que Einstein. La forma geométrica definitiva de
la teoría se debe a HermannMinkowski, antiguo profesor de Einstein en la
Politécnica de Zürich; acuñó el término "espacio-tiempo" (Raumzeit) y le dio la
forma matemática adecuada.4 El espacio-tiempo de Minkowski es una
variedadtetradimensional en la que se entrelazaban de una manera insoluble las
tres dimensiones espaciales y el tiempo. En este espacio-tiempo de Minkowski, el
movimiento de una partícula se representa mediante su línea de
universo(Weltlinie), una curva cuyos puntos vienen determinados por cuatro
variables distintas: las tres dimensiones espaciales ( , , ) y el tiempo ( ). El
nuevo esquema de Minkowski obligó a reinterpretar los conceptos de la métrica
existentes hasta entonces. El concepto tridimensional de punto fue sustituido por
el de evento. La magnitud de distancia se reemplaza por la magnitud de intervalo.

RELATIVIDAD GENERAL




Esquema de la curvatura del espacio-tiempo alrededor de una masa con simetría
esférica.

La relatividad general fue publicada por Einstein en 1915, y fue presentada como
conferencia en la Academia de Ciencias Prusiana el 25 de noviembre. La teoría
generaliza el principio de relatividad de Einstein para un observador arbitrario.
Esto implica que las ecuaciones de la teoría deben tener una forma de covariancia
más general que la covariancia de Lorentz usada en la teoría de la relatividad
especial. Además de esto, la teoría de la relatividad general propone que la propia
geometría del espacio-tiempo se ve afectada por la presencia de materia, de lo
cual resulta una teoría relativista del campo gravitatorio. De hecho la teoría de la
relatividad general predice que el espacio-tiempo no será plano en presencia de
materia y que la curvatura del espacio-tiempo será percibida como un campo
gravitatorio.

Debe notarse que el matemático alemán David Hilbert escribió e hizo públicas las
ecuaciones de la covarianza antes que Einstein. Ello resultó en no pocas
acusaciones de plagio contra Einstein, pero probablemente sea más, porque es
una teoría (o perspectiva) geométrica. La misma postula que la presencia de masa
o energía «curva» al espacio-tiempo, y esta curvatura afecta la trayectoria de los
cuerpos móviles e incluso la trayectoria de la luz.

APLICACIONES TECNOLOGICAS DE LA TEORÍA DE LA RELATIVIDAD

Respecto a aplicaciones tecnológicas la relatividad ha ayudado a desarrollar la
energía nuclear sobre todo. La termodinámica tiene más aplicaciones tecnológicas
que la relatividad, ha ayudado a desarrollar las máquinas térmicas, entre ellas
motores, reactores, calderas, también las reacciones químicas, aerodinámica, etc.
Einstein predijo la existencia de nuevos objetos celestes: los hoyos negros,
objetos tan densos que atrapan incluso a la luz. La equivalencia entre masa y
energía, consecuencia de la teoría especial de la relatividad, permitió entender las
reacciones nucleares que ocurren en el interior de las estrellas y dio los
fundamentos para aprovechar la energía nuclear.




Las contribuciones de Einstein a la física tienen hoy muchas aplicaciones
tecnológicas indirectas, como las celdas fotoeléctricas de los elevadores y el láser
que usamos diariamente en nuestros aparatos de sonido, video y computadoras.


En todo lo anterior, muchos físicos han hecho contribuciones importantes y lo
siguen haciendo. Pero Einstein destacó no sólo como investigador en física, sino
en muchas otras áreas.

INTERACCIONES FUNDAMENTALES EN LA NATURALEZA

Todos los fenómenos que se producen en el Universo se deben a las
interacciones entre las partículas que lo componen. Estas interacciones se
describen mediante el concepto de fuerza. Así, la caída de un objeto o la "caída"
de la Luna hacia la Tierra se describen mediante la fuerza gravitatoria. La
estructura de un objeto, la atracción entre imanes o entre cargas eléctricas se
hace mediante la fuerza electromagnética. Desde el principio los científicos han
tratado de unificar y simplificar el origen de los fenómenos, intentando adjudicar
todos ellos a unas pocas causas comunes y a unos tipos fundamentales de
comportamiento. Así, como ya hemos estudiado, James C. Maxwell unificó las
fuerzas eléctrica y magnética en un único tipo de interacción, la interacción
electromagnética, que permitía explicar todos los fenómenos conocidos en su
momento sobre los campos de la electricidad y el magnetismo.
En la actualidad, todas las fuerzas o interacciones de la
naturaleza se pueden agrupar en cuatro tipos básicos,
denominados interacciones fundamentales:

      INTERACCIÓN GRAVITATORIA.

      Se da entre todas las partículas y se describe mediante
      la teoría de la relatividad general de A. Einstein o más
      fácilmente mediante la ley de gravitación universal de
      Isaac Newton. Gracias a ella se pueden explicar
      fenómenos como la caída de los cuerpos o el
      movimiento de los planetas, satélites, estrellas,
      cometas, etc. Su alcance es infinito y actúa a grandes
      distancias. Es la interacción más débil de todas, pero es
      la responsable de la estructura general del Universo. Es
      inversamente proporcional al cuadrado de la distancia
      entre las partículas y es conservativa.

¿PORQUE PLUTON YA NO ES CONSIDERADO UN PLANETA?




Plutón, descubierto en 1930     por el científico estadounidense ClydeTombaugh
(1906-1997).

Plutón dejó de ser considerado planeta porque no reúne las características
necesarias para ser llamado así, ni cumple con la definición tradicional de planeta.

CARACTERISTICA DE UN PLANETA

Planeta es un cuerpo que no emite brillo propio, es opaco. Otra característica es
que se trata de cuerpos esféricos y grandes en tamaño y “otra razón es que
existen órbitas casi circulares alrededor del Sol y éstas están aproximadamente en
el mismo plano.

DEFINICION DE UN PLANETA
Los planetas y sus cuerpos en nuestro Sistema Solar se definen en tres
categorías, de la siguiente manera:

      Primera categoría: "Un planeta es un cuerpo celeste que está en órbita
 alrededor del Sol, que tiene suficiente masa para tener gravedad propia para
 superar las fuerzas rígidas de un cuerpo de manera que asuma una forma
 equilibrada hidrostática, es decir, redonda, y que ha despejado las inmediaciones
 de su órbita".

      Segunda categoría: "Un planeta enano es un cuerpo celeste que está en
 órbita alrededor del Sol, que tiene suficiente masa para tener gravedad propia
 para superar las fuerzas rígidas de un cuerpo de manera que asuma una forma
 equilibrada hidrostática, es decir, redonda; que no ha despejado las
 inmediaciones de su órbita y que no es un satélite."

     Tercera categoría: "Todos los demás objetos que orbitan alrededor del Sol
 son considerados colectivamente como 'cuerpos pequeños del Sistema Solar'".




      INTERACCIÓN ELECTROMAGNÉTICA.

      La interacción electromagnética afecta a las partículas con carga eléctrica o
      con momento magnético, así como a los fotones. Su descripción se hace a
      partir de las leyes de Maxwell y su alcance es infinito. Gracias a ella se
      pueden explicar fenómenos tan diversos como los eléctricos, los
magnéticos, la interacción entre la luz y la materia, las ondas
      electromagnéticas (¿cómo funciona un teléfono móvil?), las fuerzas
      elásticas que se dan en un muelle, la estructura interna de la materia a
      escala atómica y molecular, así como la química. Es una interacción
      inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre las partículas y
      es conservativa.




La interacción electromagnética explica la estructura cristalina

      INTERACCIÓN NUCLEAR FUERTE.

      La interacción nuclear fuerte afecta a los quarks, y por tanto, a los
      hadrones. Es la más intensa de las cuatro y se denomina también
      interacción fuerte o interacción hadrónica. Su alcance es muy corto,
      reduciéndose prácticamente a cero para distancias superiores a 10-15 m,
      por lo que no tiene influencia en la Química, por ejemplo. Gracias a esta
      interacción se puede explicar la estabilidad nuclear y muchos procesos
      nucleares.

      ¿QUE REACTOR ES?




      REACTOR RP-10

      El Reactor de Potencia RP-10 fue diseñado y construido para el Instituto
      Peruano de Energía Nuclear (IPEN) por la Comisión Nacional de Energía
      Atómica (CNEA) de la Argentina, con la participación de INVAP.
      El reactor, que entró en funcionamiento en 1988, está situado en el centro
      nuclear Oscar Miroquesada De la Guerra, de Huarangal, Lima. En su
desarrollo, INVAP participó como subcontratista principal de la CNEA,
proveyendo el puente de mecanismos que, sobre la pileta abierta, maneja
los sensores y barras de control del núcleo. También diseñó, construyó y
montó los detectores de radiación y el sistema informático de comando y
control del reactor.
El RP-10 (de 10 megavatios de potencia) se utiliza para producir
radioisótopos. Además, es una “unidad escuela” de formación de personal
en irradiación de materiales y de investigación aplicada en física de
reactores e ingeniería nuclear.
El centro nuclear de Huarangal, donde está situado el reactor, tiene una
superficie de 125 hectáreas y cuenta con las siguientes instalaciones: un
laboratorio de física experimental de reactores (LabFER), un laboratorio de
ciencias, la Planta de Producción de Radioisótopos (PPRR), un laboratorio
de calibración de dosimetría (LSCD) y una planta de gestión de residuos
radioactivos (PGRR), diseñados y construidos por expertos de ambos
países coordinados por la CNEA.

INTERACCIÓN NUCLEAR DÉBIL.

La interacción nuclear débil se produce entre partículas leptónicas o
hadrónicas. Explica algunos procesos nucleares, como la desintegración b
de los núcleos, en la que un neutrón se transforma en un protón y un
electrón, generándose también un antineutrino electrónico. También explica
las transformaciones entre leptones, como la desintegración del tauón. Su
intensidad es mucho mayor que la fuerza gravitatoria, pero es menor que la
fuerza electromagnética. También se denomina interacción débil.




                           ¿QUIÉN ES?




                        ES MARIO BUNGE.
LA CIENCIA SU MÉTODO Y SU FILOSOFÍA

¿QUE ES LA CIENCIA?

La ciencia es el método, mediante el cual desarrollamos un conocimiento
específico, por ejemplo la Química y la Física las cuales nos enseñan a interactuar
en el mundo que nos rodea.

La ciencia se divide en dos aspectos muy importantes, que son; la ciencia formal y
la ciencia fáctica

LA CIENCIA FORMAL

Esta ciencia no es objetiva, estudia entes ideales que se dividen en los abstractos
e interpretados que sólo llegan a existir en la ciencia humana.

No existe en la realidad, sino en la imaginación del hombre.

LA CIENCIA FÁCTICA

Se refieren en su mayoría a sucesos y procesos. Necesitan mas que la lógica
formal o una teoría, necesita de sucesos reales, como la observación, para
confirmar sus enunciados.

Esto quiere decir que necesitan basarse en la realidad para poder experimentar
con esta y comprobar sus teorías

METODO CIENTIFICO

a) PLANTEO DEL PROBLEMA

      1) Reconocimiento de los hechos
      2) Descubrimiento del problema
      3) Formulación del problema

b) CONSTRUCCIÓN DE UN MODELO TEÓRICO

      1) Selección de los factores pertinentes
      2) Invención de las hipótesis centrales y de las suposiciones auxiliares
      3) Traducción matemática

c) DEDUCCIÓN DE CONSECUENCIAS PARTICULARES
1) Búsqueda de soportes racionales
      2) Búsqueda de soportes empíricos

d) PRUEBA DE LAS HIPÓTESIS

      1) Diseño de la prueba
      2) Ejecución de la prueba
      3) Elaboración de los datos
      4) Inferencia de la conclusión

e) INTRODUCCIÓN DE LAS CONCLUSIONES EN LA TEORIA

      1) Comparación de las conclusiones con las predicciones
      2) Reajuste del modelo
      3) Sugerencias acerca de trabajo ulterior

FILOSOFIA

Bunge ha desarrollado un sistema filosófico que se puede caracterizar como:
materialista (o naturalista), pero en lugar de emergentista reduccionista; sistemista
más que sea holista o individualista, racional-empírica en lugar de cualquiera de
racionalista o empirista, orientado a la ciencia, y exacta, es decir, construido con la
ayuda de las herramientas lógicas y matemáticas en lugar de en función de la
articulación verbal. Sostiene que:

La física no puede prescindir de la filosofía, al igual que este último no se avanza si
se hace caso omiso de la física y otras ciencias. En otras palabras, la filosofía la
ciencia y de sonido (es decir, científico) se solapan parcialmente y por consiguiente
pueden interactuar fructíferamente.         Sin la filosofía, la ciencia pierde en
profundidad, y sin filosofía de la ciencia se estanca.

MAGNITUD FÍSICA

Una magnitud física es una propiedad o cualidad medible de un sistema físico, es
decir, a la que se le pueden asignar distintos valores como resultado de una
medición. Las magnitudes físicas se miden usando un patrón que tenga bien
definida esa magnitud, y tomando como unidad la cantidad de esa propiedad que
posea el objeto patrón. Por ejemplo, se considera que el patrón principal de
longitud es el metro en el Sistema Internacional de Unidades.
Las primeras magnitudes definidas estaban relacionadas con la medición de
longitudes, áreas, volúmenes, masas patrón, y la duración de periodos de tiempo.

Existen magnitudes básicas y derivadas, y constituyen ejemplos de magnitudes
físicas: la masa, la longitud, el tiempo, la carga eléctrica, la densidad, la
temperatura, la velocidad, la aceleración, y la energía. En términos generales, es
toda propiedad de los cuerpos que puede ser medida. De lo dicho se desprende la
importancia fundamental del instrumento de medición en la definición de la
magnitud.

La Oficina Internacional de Pesos y Medidas, por medio del Vocabulario
Internacional de Metrología (International Vocabulary of Metrology, VIM), define a
la magnitud como un atributo de un fenómeno; un cuerpo o sustancia que puede
ser distinguido cualitativamente y determinado cuantitativamente.

A diferencia de las unidades empleadas para expresar su valor, las magnitudes
físicas se expresan en cursiva: así, por ejemplo, la "masa" se indica con "m", y
"una masa de 3 kilogramos" la expresaremos como m = 3 kg.

TIPOS DE MAGNITUDES FÍSICAS

Las magnitudes físicas pueden ser clasificadas de acuerdo a varios criterios:

      Según su expresión matemática, las magnitudes se clasifican en escalares,
      vectoriales y tensoriales.
      Según su actividad, se clasifican en magnitudes extensivas e intensivas.

MAGNITUDES ESCALARES, VECTORIALES Y TENSORIALES

      Las magnitudes escalares son aquellas que quedan completamente
      definidas por un número y las unidades utilizadas para su medida. Esto es,
      las magnitudes escalares están representadas por el ente matemático más
      simple, por un número. Podemos decir que poseen un módulo, pero que
      carecen de dirección. Su valor puede ser independiente del observador
      (v.g.: la masa, la temperatura, la densidad, etc.) o depender de la posición o
      estado de movimiento del observador (v.g.: la energía cinética)


      Las magnitudes vectoriales son aquellas que quedan caracterizadas por
      una cantidad (intensidad o módulo), y una dirección. En un espacio
      euclidiano, de no más de tres dimensiones, un vector se representa
      mediante un segmento orientado. Ejemplos de estas magnitudes son: la
      velocidad, la aceleración, la fuerza, el campo eléctrico, intensidad luminosa,
      etc.
Además, al considerar otro sistema de coordenadas asociado a un
      observador con diferente estado de movimiento o de orientación, las
      magnitudes vectoriales no presentan invariancia de cada uno de los
      componentes del vector y, por tanto, para relacionar las medidas de
      diferentes observadores se necesitan relaciones de transformación
      vectorial. En mecánica clásica también el campo electrostático se considera
      un vector; sin embargo, de acuerdo con la teoría de la relatividad esta
      magnitud, al igual que el campo magnético, debe ser tratada como parte de
      una magnitud tensorial.

      Las magnitudes tensoriales son las que caracterizan propiedades o
      comportamientos físicos modelizables mediante un conjunto de números
      que cambian tensorialmente al elegir otro sistema de coordenadas asociado
      a un observador con diferente estado de movimiento o de orientación.

De acuerdo con el tipo de magnitud, debemos escoger leyes de transformación de
las componentes físicas de las magnitudes medidas, para poder ver si diferentes
observadores hicieron la misma medida o para saber qué medidas obtendrá un
observador, conocidas las de otro cuya orientación y estado de movimiento
respecto al primero sean conocidos.

MAGNITUDES EXTENSIVAS E INTENSIVAS

Una magnitud extensiva es una magnitud que depende de la cantidad de
sustancia que tiene el cuerpo o sistema. Las magnitudes extensivas son aditivas.
Si consideramos un sistema físico formado por dos partes o subsistemas, el valor
total de una magnitud extensiva resulta ser la suma de sus valores en cada una de
las dos partes. Ejemplos: la masa y el volumen de un cuerpo o sistema, la energía
de un sistema termodinámico, etc.

Una magnitud intensiva es aquella cuyo valor no depende de la cantidad de
materia del sistema. Las magnitudes intensivas tiene el mismo valor para un
sistema que para cada una de sus partes consideradas como subsistemas.
Ejemplos: la densidad, la temperatura y la presión de un sistema termodinámico
en equilibrio.

En general, el cociente entre dos magnitudes extensivas da como resultado una
magnitud intensiva. Ejemplo: masa dividida por volumen representa densidad.

SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES

El Sistema Internacional de Unidades se basa en dos tipos de magnitudes
físicas:
Las siete que toma como fundamentales, de las que derivan todas las
      demás. Son longitud, tiempo, masa, intensidad de corriente eléctrica,
      temperatura, cantidad de sustancia e intensidad luminosa.
      Las unidades derivadas, que son las restantes y que pueden ser
      expresadas con una combinación matemática de las anteriores.

UNIDADES BÁSICAS O FUNDAMENTALES DEL SI

UNIDADES BÁSICAS DEL SI.

Las magnitudes básicas no derivadas del SI son las siguientes:

      Longitud: metro (m). El metro es la distancia recorrida por la luz en el vacío
      en 1/299 792 458 segundos. Este patrón fue establecido en el año 1983.
      Tiempo: segundo (s). El segundo es la duración de 9 192 631 770 períodos
      de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles
      hiperfinos del estado fundamental del cesio-133. Este patrón fue
      establecido en el año 1967.
      Masa: kilogramo (kg). El kilogramo es la masa de un cilindro de aleación de
      Platino-Iridio depositado en la Oficina Internacional de Pesas y Medidas.
      Este patrón fue establecido en el año 1887.
      Intensidad de corriente eléctrica: amperio (A). El amperio o ampere es la
      intensidad de una corriente constante que, manteniéndose en dos
      conductores paralelos, rectilíneos, de longitud infinita, de sección circular
      despreciable y situados a una distancia de un metro uno de otro, en el
      vacío, produciría una fuerza igual a 2×10-7 newton por metro de longitud.
      Temperatura: kelvin (K). El kelvin es la fracción 1/273,16 de la temperatura
      del punto triple del agua.
      Cantidad de sustancia: mol (mol). El mol es la cantidad de sustancia de un
      sistema que contiene tantas entidades elementales como átomos hay en 12
      gramos de carbono-12.
      Intensidad luminosa: candela (cd). La candela es la unidad luminosa, en
      una dirección dada, de una fuente que emite una radiación monocromática
      de frecuencia 540×1012 Hz y cuya intensidad energética en dicha dirección
      es 1/683 vatios por estereorradián.

UNIDADES FUNDAMENTALES EN EL SISTEMA CEGESIMAL C.G.S.

SISTEMA CEGESIMAL DE UNIDADES.

      Longitud: centímetro (cm): 1/100 del metro (m) S.I.
      Tiempo: segundo (s): La misma definición del S.I.
      Masa: gramo (g): 1/1000 del kilogramo (kg) del S.I.

UNIDADES FUNDAMENTALES EN EL SISTEMA GRAVITACIONAL MÉTRICO
TÉCNICO
SISTEMA TÉCNICO DE UNIDADES.

       Longitud: metro (m). La misma definición del Sistema Internacional.
       Tiempo: segundo (s).La misma definición del Sistema Internacional.
       Fuerza: kilogramo-fuerza (kgf). El peso de una masa de 1 kg (S.I.), en
       condiciones normales de gravedad (g = 9,80665 m/s2).

MAGNITUDES FÍSICAS DERIVADAS

UNIDADES DERIVADAS DEL SI.

Una vez definidas las magnitudes que se consideran básicas, las demás resultan
derivadas y se pueden expresar como combinación de las primeras.

Las unidades derivadas se usan para las siguientes magnitudes: superficie,
volumen, velocidad, aceleración, densidad, frecuencia, periodo, fuerza, presión,
trabajo, calor, energía, potencia, carga eléctrica, diferencia de potencial, potencial
eléctrico, resistencia eléctrica, etcétera.

ALGUNAS DE LAS UNIDADES USADAS PARA ESAS MAGNITUDES
DERIVADAS SON:

       Fuerza: newton (N) que es igual a kg·m/s2
       Energía: julio (J) que es igual a kg·m2/s2

       Cantidades físicas básicas y sus unidades.

           Magnitud           Nombre de la unidad SI básica          Símbolo

           Longitud                         metro                        m

             Masa                         kilogramo                     kg

            Tiempo                        segundo                        s

    Intensidad de corriente
                                           amperio                       A
           eléctrica

         Temperatura
                                            kelvin                       K
        termodinámica

    Cantidad de sustancia                    mol                        mol

     Intensidad luminosa                   candela                      cd
CANTIDADES FÍSICAS DERIVADAS DE LAS CANTIDADES FÍSICAS
  BÁSICAS CON SUS UNIDADES.


     Magnitud           Nombre de la unidad SI derivada     Símbolo

     Superficie                 metro cuadrado                 m2

      Volumen                     metro cúbico                 m3

     Velocidad                 metro por segundo               m/s

    Aceleración          metro por segundo al cuadrado        m/s2

     Densidad              kilogramo por metro cúbico         kg/m3

Densidad de corriente      amperio por metro cuadrado         A/m2

  Fuerza de campo
                               amperio por metro               A/m
     magnético

 Volumen específico        metro cúbico por kilogramo         m3/kg

     Luminancia            candela por metro cuadrado         cd/m2

EXPRESIÓN EN FUNCIÓN DE UNIDADES SI BÁSICAS O EN FUNCIÓN
DE OTRAS UNIDADES SI DERIVADAS

                        nombre especial
     magnitud            de la unidad si   símbolo
                            derivada
   Ángulo plano              radián          rad          m·m-1 = 1

   Ángulo sólido         estereorradián       sr         m2·m-2 = 1

    Frecuencia               hercio          Hz              1/s

      Fuerza                newton               N         kg·m/s2

  Presión, tensión
                             pascal          Pa             N/m2
     mecánica
Energía, trabajo,
                             julio       J       N·m
  cantidad de calor

       Potencia              vatio       W       J/s

     Cantidad de
                           culombio      C       A·s
     electricidad

 Potencial eléctrico,
    diferencia de
 potencial, tensión          voltio      V       J/C
  eléctrica y fuerza
    electromotriz

 Capacidad eléctrica        faradio      F       C/V

 Resistencia eléctrica      ohmio        ð       V/A

Conductancia eléctrica     siemens       S       1/ð

Flujo magnético, flujo
     de inducción           weber        Wb      V·s
      magnética

 Densidad de flujo
magnético, inducción         tesla       T     Wb/m2
    magnética

     Inductancia            henrio       H      Wb/A

Temperatura Celsius      grado Celsius   ºC   1 ºC = 1 K

    Flujo luminoso          lumen        lm     cd·sr

     Iluminancia              lux        lx     lm/m2

Actividad (radiaciones
                          becquerel      Bq      1/s
      ionizantes)

   Dosis absorbida           gray        Gy      J/kg

  Dosis equivalente         sievert      Sv      J/kg

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CANTIDADES FISICAS

  • 1. LA FISICA La Física es la ciencia que observa la Naturaleza, y trata de describir las leyes que la gobiernan mediante expresiones matemáticas. CIENCIA EXPERIMENTAL Una ciencia experimental es la que recurre a experimentos o situaciones pre escogidas y controladas en las que el resultado en esas condiciones no es conocido. En su mayoría, las ciencias naturales son además ciencias experimentales, aunque en general la astronomía no se considera una ciencia experimental, ya que en la mayoría de los casos no es posible escoger de antemano las condiciones de movimiento de los astros. Muchas ciencias sociales pueden recurrir a experimentos: por ejemplo, las ciencias cognitivas y la psicología frecuentemente recurren a sujetos en laboratorio que responden ante situaciones preparadas. Ciencia experimental es la ciencia que realiza experimentos con el fin de encontrar razón o cualquier modo de explicar o de hallar fenómenos físicos. MAGNETISMO Las fuerzas magnéticas son producidas por el movimiento de partículas cargadas, como por ejemplo electrones, lo que indica la estrecha relación entre la electricidad y el magnetismo. El marco que aúna ambas fuerzas se denomina teoría electromagnética. La manifestación más conocida del magnetismo es la fuerza de atracción o repulsión que actúa entre los materiales magnéticos como el hierro. Sin embargo, en toda la materia se pueden observar efectos más sutiles del magnetismo. Recientemente, estos efectos han proporcionado claves importantes para comprender la estructura atómica de la materia. Teoría electromagnética Hans Christian Oersted descubrió que una aguja magnética podía ser desviada por una corriente eléctrica. Este descubrimiento, que mostraba una conexión entre la electricidad y el magnetismo, fue desarrollado por Ampère, que estudió las fuerzas entre cables por los que circulan corrientes eléctricas, y por Arago, que magnetizó un pedazo de hierro colocándolo cerca de un cable recorrido por una corriente. Faraday descubrió que el movimiento de un imán en las proximidades de un cable induce en éste una corriente eléctrica; este efecto era inverso al hallado por Oersted. Así, Oersted demostró que una corriente eléctrica crea un campo magnético, mientras que Faraday demostró que puede emplearse un
  • 2. campo magnético para crear una corriente eléctrica. La unificación de las teorías de la electricidad y el magnetismo se debió a Maxwell, que predijo la existencia de ondas electromagnéticas e identificó la luz como un fenómeno electromagnético. Los estudios posteriores se centraron en la comprensión del origen atómico y molecular de las propiedades magnéticas de la materia. Langevin desarrolló una teoría sobre la variación con la temperatura de las propiedades magnéticas de las sustancias paramagnéticas, basada en la estructura atómica de la materia. Esta teoría es un ejemplo de la descripción de propiedades macroscópicas a partir de las propiedades de los electrones y los átomos. La teoría de Langevin fue ampliada por Pierre ErnestWeiss, que postuló la existencia de un campo magnético interno, molecular, en los materiales como el hierro. Este concepto, combinado con la teoría de Langevin, sirvió para explicar las propiedades de los materiales como la piedra imán. La teoría de Neils Bohr sobre la estructura atómica, hizo que se comprendiera la tabla periódica y mostró por qué el magnetismo aparece en los elementos de transición como el hierro o los lantánidos o en compuestos que incluyen estos elementos. Samuel Abraham Goudsmit y Uhlenbeck demostraron que los electrones tienen espín y se comportan como pequeños imanes con un momento magnético definido. El momento magnético de un objeto es una cantidad vectorial que expresa la intensidad y orientación del campo magnético del objeto. Werner Karl Heisenberg dio una explicación detallada del campo molecular de Weiss basada en la mecánica cuántica. EL CAMPO MAGNÉTICO Una barra imantada o un cable que transporta corriente pueden influir en otros materiales magnéticos sin tocarlos físicamente porque los objetos magnéticos producen un c ampo magnético. Los campos magnéticos suelen representarse mediante líneas de flujo magnético. En cualquier punto, la dirección del campo magnético es igual a la dirección de las líneas de flujo, y la intensidad del campo es inversamente proporcional al espacio entre las líneas de flujo. En el caso de una barra imantada, las líneas de flujo salen de un extremo y se curvan para llegar al otro extremo; estas líneas pueden considerarse como bucles cerrados, con una parte del bucle dentro del imán y otra fuera.
  • 3. En los extremos del imán, donde las líneas de flujo están más próximas, el campo magnético es más intenso; en los lados del imán, donde las líneas de flujo están más separadas, el campo magnético es más débil. Según su forma y su fuerza magnética, los distintos tipos de imán producen diferentes esquemas de líneas de flujo. La estructura de las líneas de flujo creadas por un imán o por cualquier objeto que genere un campo magnético puede visualizarse utilizando una brújula o limaduras de hierro. Los imanes tienden a orientarse siguiendo las líneas de flujo magnético. Por tanto, una brújula, que es un pequeño imán que puede rotar libremente, se orientará en la dirección de las líneas. Marcando la dirección que señala la brújula al colocarla en diferentes puntos alrededor de la fuente del campo magnético, puede deducirse el esquema de líneas de flujo. Igualmente, si se agitan limaduras de hierro sobre una hoja de papel o un plástico por encima de un objeto que crea un campo magnético, las limaduras se orientan siguiendo las líneas de flujo y permiten así visualizar su estructura. Los campos magnéticos influyen sobre los materiales magnéticos y sobre las partículas cargadas en movimiento. En términos generales, cuando una partícula cargada se desplaza a través de un campo magnético, experimenta una fuerza que forma ángulos rectos con la velocidad de la partícula y con la dirección del campo. Como la fuerza siempre es perpendicular a la velocidad, las partículas se mueven en trayectorias curvas. Los campos magnéticos se emplean para controlar las trayectorias de partículas cargadas en dispositivos como los aceleradores de partículas o los espectrógrafos de masas. BRÚJULA Instrumento que indica el rumbo, empleado por marinos, pilotos, cazadores, excursionistas y viajeros para orientarse. Hay dos tipos fundamentales de brújula: la brújula magnética y el girocompás o brújula giroscópica. Brújula magnética: En su forma más sencilla este tipo de brújula está formado por una aguja magnetizada montada en un pivote situado en el centro de un círculo graduado fijo (denominado rosa de los vientos) de modo que la aguja pueda oscilar libremente en el plano horizontal. En la brújula magnética el rumbo se determina a partir de una o varias agujas magnetizadas que señalan al polo norte magnético bajo la influencia del campo magnético terrestre. El compás náutico, una brújula magnética utilizada en la navegación, tiene varios haces de agujas magnetizadas paralelas fijados a la parte inferior de la rosa que pivota sobre su centro en un recipiente de bronce cubierto de vidrio. El recipiente está montado en un balancín, por lo que la rosa mantiene una posición horizontal a pesar del balanceo y cabeceo del barco. En el compás líquido, el más estable de los compases náuticos, el recipiente está lleno de líquido, una mezcla de alcohol y agua. El líquido ayuda a sostener la rosa, que en este tipo de brújula pivota sobre su centro y flota en el líquido, con lo que se reduce la fricción en el pivote y se amortiguan las vibraciones de la rosa causadas por el movimiento del buque. Estas ventajas hacen que el compás
  • 4. líquido se emplee más que el compás seco. En ambos tipos hay trazada una línea negra vertical, conocida como línea de fe, en la superficie interior del recipiente, orientada según la proa del barco. El rumbo del buque se obtiene leyendo los grados que marca la rosa frente a la línea de fe. La brújula magnética sólo apunta al norte magnético si el barco está libre de magnetismo y si no hay objetos grandes de hierro o acero en las proximidades. Si el barco está magnetizado o la aguja se ve afectada por objetos de hierro o acero, se produce el error conocido como desviación. Para corregir la desviación la brújula se instala en un soporte denominado bitácora de compensación, equipado con un sistema de imanes que compensan las influencias perturbadoras. Para obtener el norte verdadero en una brújula magnética también hay que efectuar las correcciones debidas a la declinación magnética (el ángulo formado entre el meridiano magnético y el meridiano verdadero). Este ángulo (también llamado variación magnética) puede ser positivo o negativo, y varía con la posición geográfica y en cierta medida con el tiempo. Se han determinado la magnitud, el signo y el cambio anual de la declinación de la mayoría de los lugares de la superficie terrestre, y estos datos están registrados en todas las cartas náuticas. Las tormentas magnéticas provocan cambios transitorios e impredecibles de la declinación, sobre todo en las latitudes más elevadas. El compás náutico convencional resulta poco fiable en las aeronaves debido a los errores introducidos por los giros y aceleraciones bruscas del avión. Para eliminar estos errores, los compases aeronáuticos tienen un diseño especial, con unidades direccionales magnéticas estabilizadas respecto al movimiento del avión mediante péndulos o giróscopos. Girocompás: Este dispositivo, dotado de uno o más giróscopos, se emplea para la navegación de todos los buques de cierto tamaño. El girocompás, que no resulta afectado por el magnetismo terrestre, consiste en un giróscopo cuyo rotor gira alrededor de un eje confinado al plano horizontal de forma que dicho eje se alinea con la línea Norte-Sur paralela al eje de rotación terrestre, con lo que indica el norte verdadero, sin estar sometido a los errores inherentes de desviación y declinación que afectan a la brújula magnética. Los girocompases cuentan con dispositivos de corrección para compensar la deriva hacia el Este debida al movimiento de la Tierra y los errores de velocidad y rumbo. En la mayoría de los barcos oceánicos, el girocompás está conectado eléctricamente con un piloto automático, un dispositivo que dirige el timón del barco de forma automática y mantiene su rumbo de acuerdo a las señales del girocompás. TIPOS DE MATERIALES MAGNÉTICOS Las propiedades magnéticas de los materiales se clasifican siguiendo distintos criterios. Una de las clasificaciones de los materiales magnéticos (diamagnéticos, paramagnéticos y ferromagnéticos) se basa en la reacción del material ante un campo magnético. Cuando se coloca un material diamagnético en un campo magnético, se induce en él un momento magnético de sentido opuesto al campo
  • 5. magnético. En la actualidad se sabe que esta propiedad se debe a las corrientes eléctricas inducidas en los átomos y moléculas individuales. Estas corrientes producen momentos magnéticos opuestos al campo aplicado. Muchos materiales son diamagnéticos; los que presentan un diamagnetismo más intenso son el bismuto metálico y las moléculas orgánicas que, como el benceno, tienen una estructura cíclica, que permite que las corrientes eléctricas se establezcan con facilidad. El comportamiento paramagnético se produce cuando el campo magnético aplicado alinea todos los momentos magnéticos ya existentes en los átomos o moléculas individuales que componen el material. Esto produce un momento magnético global que se suma al campo magnético. Los materiales paramagnéticos suelen contener metales de transición o lantánidos con electrones no emparejados. El paramagnetismo en sustancias no metálicas suele caracterizarse por una dependencia de la temperatura: la intensidad del momento magnético inducido varía inversamente con la temperatura. Esto se debe a que al aumentar la temperatura, cada vez resulta más difícil alinear los momentos magnéticos de los átomos individuales en la dirección del campo magnético. Las sustancias ferromagnéticas son las que, como el hierro, mantienen un momento magnético incluso cuando el campo magnético externo se hace nulo. Este efecto se debe a una fuerte interacción entre los momentos magnéticos de los átomos o electrones individuales de la sustancia magnética, que los hace alinearse de forma paralela entre sí. En circunstancias normales, los materiales ferromagnéticos están divididos en regiones llamadas dominios; en cada dominio, los momentos atómicos están alineados en paralelo. Los momentos de dominios diferentes no apuntan necesariamente en la misma dirección. Aunque un trozo de hierro normal puede no tener un momento magnético total, puede inducirse su magnetización colocándolo en un campo magnético, que alinea los momentos de todos los dominios. La energía empleada en la reorientación de los dominios desde el estado magnetizado hasta el estado desmagnetizado se manifiesta en un desfase de la respuesta al campo magnético aplicado, conocido como histéresis. Un material ferromagnético acaba perdiendo sus propiedades magnéticas cuando se calienta. Esta pérdida es completa por encima de la temperatura de Curie (la temperatura de Curie del hierro metálico es de 770 °C). OTROS ORDENAMIENTOS MAGNÉTICOS La mejor comprensión de los orígenes atómicos de las propiedades magnéticas ha llevado al descubrimiento de otros tipos de ordenamiento magnético. Se conocen casos en los que los momentos magnéticos interactúan de tal forma que les resulta energéticamente favorable alinearse entre sí en sentido anti paralelo; estos materiales se llaman anti ferromagnéticos. La temperatura por encima de la cual desaparece el orden anti ferromagnético se denomina temperatura de Néel,.
  • 6. También se han hallado otras configuraciones más complejas de los momentos magnéticos atómicos. Las sustancias ferrimagnéticas tienen al menos dos clases distintas de momento magnético atómico, orientados entre sí de forma anti paralela. Como ambos momentos tienen magnitudes diferentes, persiste un momento magnético neto, al contrario que en un material anti ferromagnético, donde todos los momentos magnéticos se anulan mutuamente. Curiosamente, la piedra imán es ferrimagnética, y no ferromagnética; en este mineral existen dos tipos de ion hierro, con momentos magnéticos diferentes. Se han encontrado disposiciones aún más complejas, en las que los momentos magnéticos están ordenados en espiral. Los estudios de estos ordenamientos han proporcionado mucha información sobre las interacciones entre los momentos magnéticos en sólidos. APLICACIONES El electroimán es la base del motor eléctrico y el transformador. El desarrollo de nuevos materiales magnéticos ha influido notablemente en la revolución de los ordenadores o computadoras. Es posible fabricar memorias de computadora utilizando dominios burbuja. Estos dominios son pequeñas regiones de magnetización, paralelas o anti paralelas a la magnetización global del material. Según que el sentido sea uno u otro, la burbuja indica un uno o un cero, por lo que actúa como dígito en el sistema binario empleado por los ordenadores. Los materiales magnéticos también son componentes importantes de las cintas y discos para almacenar datos. Los imanes grandes y potentes son cruciales en muchas tecnologías modernas. Los imanes superconductores se emplean en los aceleradores de partículas más potentes para mantener las partículas aceleradas en una trayectoria curva y enfocarlas IMPORTANCIA DE LA ONDA ELECTROMAGNETICA Los científicos establecieron que la electricidad y el magnetismo son, en efecto, fenómenos relacionados. En 1820 Hans Oersted descubre que una brújula sé deflecta cuando se coloca cerca de un circuito que lleve corriente eléctrica. En 1831, Michael Faraday, y simultáneamente, Joseph Heary, demuestran que, cuando un magneto o imán (o de manera equivalente, cuando el magneto se mueve cerca de un alambre), una corriente eléctrica se observa en el alambre. En 1873, James Clerk Maxwell uso estas observaciones y otros factores experimentales como base, y formula leyes del electromagnetismo que se conocen actualmente. (Electromagnetismo es el nombre dado a la combinación de los campos eléctrico y magnético.) Poco tiempo después (alrededor de 1888), Heinrich Hertz verifica las predicciones de Maxwell produciendo ondas electromagnéticas en el laboratorio. Esto fue seguido por desarrollos prácticos como la radio y la televisión.
  • 7. Las contribuciones de Maxwell a la ciencia del electromagnetismo fueron especialmente significativas debido a que las leyes formuladas por él son básicas para todas las formas de los fenómenos electromagnéticos. Su trabajo es comparable en importancia al descubrimiento de Newton con sus leyes del movimiento y la teoría de la gravitación. Según Faraday, un campo magnético variable, induce un campo eléctrico también variable, como en electrostática se hace hincapié de que toda carga eléctrica en reposo crea a su alrededor un campo eléctrico, cuya intensidad difiere en cada punto. El científico Maxwell, basado en consideraciones puramente teóricas, sospecho que sería posible demostrar que un campo eléctrico variable debería inducir un campo magnético también variable, semejante al creado por cargas eléctricas en movimiento, como lo demostró en el experimento de Oersted. Las ondas electromagnéticas no necesitan un medio material para propagarse. Así, estas ondas pueden atravesar el espacio interplanetario e interestelar y llegar a la Tierra desde el Sol y las estrellas Todas se propagan en el vacío a una velocidad constante, muy alta (300 0000 km/s) pero no infinita. Las ondas electromagnéticas se propagan mediante una oscilación de campos eléctricos y magnéticos. Las O.E.M. son también soporte de las telecomunicaciones y el funcionamiento complejo del mundo actual.
  • 8. TEORIA DE LA REALTIVIDAD La teoría de la relatividad incluye dos teorías (la de la relatividad especial y la de la relatividad general) formuladas por Albert Einstein a principios del siglo XX, que pretendían resolver la incompatibilidad existente entre la mecánica newtoniana y el electromagnetismo. La primera teoría, publicada en 1905, trata de la física del movimiento de los cuerpos en ausencia de fuerzas gravitatorias, en el que se hacían compatibles las ecuaciones de Maxwell del electromagnetismo con una reformulación de las leyes del movimiento. La segunda, de 1915, es una teoría de la gravedad que reemplaza a la gravedad newtoniana pero coincide numéricamente con ella en campos gravitatorios débiles. La teoría general se reduce a la teoría especial en ausencia de campos gravitatorios. RELATIVIDAD ESPECIAL La teoría de la relatividad especial, también llamada teoría de la relatividad restringida, publicada por Albert Einstein en 1905, describe la física del movimiento en el marco de un espacio-tiempo plano, describe correctamente el movimiento de los cuerpos incluso a grandes velocidades y sus interacciones electromagnéticas y se usa básicamente para estudiar sistemas de referencia inerciales. Estos conceptos fueron presentados anteriormente por Poincaré y Lorentz, que son considerados como originadores de la teoría. Si bien la teoría resolvía un buen número de problemas del electromagnetismo y daba una explicación del experimento de Michelson-Morley, esta teoría no proporciona una descripción relativista del campo gravitatorio. Tras la publicación del artículo de Einstein, la nueva teoría de la relatividad especial fue aceptada en unos pocos años por la práctica totalidad de los físicos y los matemáticos, de hecho personas como Poincaré o Lorentz habían estado muy cerca de llegar al mismo resultado que Einstein. La forma geométrica definitiva de la teoría se debe a HermannMinkowski, antiguo profesor de Einstein en la Politécnica de Zürich; acuñó el término "espacio-tiempo" (Raumzeit) y le dio la forma matemática adecuada.4 El espacio-tiempo de Minkowski es una variedadtetradimensional en la que se entrelazaban de una manera insoluble las tres dimensiones espaciales y el tiempo. En este espacio-tiempo de Minkowski, el movimiento de una partícula se representa mediante su línea de
  • 9. universo(Weltlinie), una curva cuyos puntos vienen determinados por cuatro variables distintas: las tres dimensiones espaciales ( , , ) y el tiempo ( ). El nuevo esquema de Minkowski obligó a reinterpretar los conceptos de la métrica existentes hasta entonces. El concepto tridimensional de punto fue sustituido por el de evento. La magnitud de distancia se reemplaza por la magnitud de intervalo. RELATIVIDAD GENERAL Esquema de la curvatura del espacio-tiempo alrededor de una masa con simetría esférica. La relatividad general fue publicada por Einstein en 1915, y fue presentada como conferencia en la Academia de Ciencias Prusiana el 25 de noviembre. La teoría generaliza el principio de relatividad de Einstein para un observador arbitrario. Esto implica que las ecuaciones de la teoría deben tener una forma de covariancia más general que la covariancia de Lorentz usada en la teoría de la relatividad especial. Además de esto, la teoría de la relatividad general propone que la propia geometría del espacio-tiempo se ve afectada por la presencia de materia, de lo cual resulta una teoría relativista del campo gravitatorio. De hecho la teoría de la relatividad general predice que el espacio-tiempo no será plano en presencia de materia y que la curvatura del espacio-tiempo será percibida como un campo gravitatorio. Debe notarse que el matemático alemán David Hilbert escribió e hizo públicas las ecuaciones de la covarianza antes que Einstein. Ello resultó en no pocas acusaciones de plagio contra Einstein, pero probablemente sea más, porque es una teoría (o perspectiva) geométrica. La misma postula que la presencia de masa o energía «curva» al espacio-tiempo, y esta curvatura afecta la trayectoria de los cuerpos móviles e incluso la trayectoria de la luz. APLICACIONES TECNOLOGICAS DE LA TEORÍA DE LA RELATIVIDAD Respecto a aplicaciones tecnológicas la relatividad ha ayudado a desarrollar la energía nuclear sobre todo. La termodinámica tiene más aplicaciones tecnológicas que la relatividad, ha ayudado a desarrollar las máquinas térmicas, entre ellas motores, reactores, calderas, también las reacciones químicas, aerodinámica, etc.
  • 10. Einstein predijo la existencia de nuevos objetos celestes: los hoyos negros, objetos tan densos que atrapan incluso a la luz. La equivalencia entre masa y energía, consecuencia de la teoría especial de la relatividad, permitió entender las reacciones nucleares que ocurren en el interior de las estrellas y dio los fundamentos para aprovechar la energía nuclear. Las contribuciones de Einstein a la física tienen hoy muchas aplicaciones tecnológicas indirectas, como las celdas fotoeléctricas de los elevadores y el láser que usamos diariamente en nuestros aparatos de sonido, video y computadoras. En todo lo anterior, muchos físicos han hecho contribuciones importantes y lo siguen haciendo. Pero Einstein destacó no sólo como investigador en física, sino en muchas otras áreas. INTERACCIONES FUNDAMENTALES EN LA NATURALEZA Todos los fenómenos que se producen en el Universo se deben a las interacciones entre las partículas que lo componen. Estas interacciones se describen mediante el concepto de fuerza. Así, la caída de un objeto o la "caída" de la Luna hacia la Tierra se describen mediante la fuerza gravitatoria. La estructura de un objeto, la atracción entre imanes o entre cargas eléctricas se hace mediante la fuerza electromagnética. Desde el principio los científicos han tratado de unificar y simplificar el origen de los fenómenos, intentando adjudicar todos ellos a unas pocas causas comunes y a unos tipos fundamentales de comportamiento. Así, como ya hemos estudiado, James C. Maxwell unificó las fuerzas eléctrica y magnética en un único tipo de interacción, la interacción electromagnética, que permitía explicar todos los fenómenos conocidos en su momento sobre los campos de la electricidad y el magnetismo.
  • 11. En la actualidad, todas las fuerzas o interacciones de la naturaleza se pueden agrupar en cuatro tipos básicos, denominados interacciones fundamentales: INTERACCIÓN GRAVITATORIA. Se da entre todas las partículas y se describe mediante la teoría de la relatividad general de A. Einstein o más fácilmente mediante la ley de gravitación universal de Isaac Newton. Gracias a ella se pueden explicar fenómenos como la caída de los cuerpos o el movimiento de los planetas, satélites, estrellas, cometas, etc. Su alcance es infinito y actúa a grandes distancias. Es la interacción más débil de todas, pero es la responsable de la estructura general del Universo. Es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre las partículas y es conservativa. ¿PORQUE PLUTON YA NO ES CONSIDERADO UN PLANETA? Plutón, descubierto en 1930 por el científico estadounidense ClydeTombaugh (1906-1997). Plutón dejó de ser considerado planeta porque no reúne las características necesarias para ser llamado así, ni cumple con la definición tradicional de planeta. CARACTERISTICA DE UN PLANETA Planeta es un cuerpo que no emite brillo propio, es opaco. Otra característica es que se trata de cuerpos esféricos y grandes en tamaño y “otra razón es que existen órbitas casi circulares alrededor del Sol y éstas están aproximadamente en el mismo plano. DEFINICION DE UN PLANETA
  • 12. Los planetas y sus cuerpos en nuestro Sistema Solar se definen en tres categorías, de la siguiente manera:  Primera categoría: "Un planeta es un cuerpo celeste que está en órbita alrededor del Sol, que tiene suficiente masa para tener gravedad propia para superar las fuerzas rígidas de un cuerpo de manera que asuma una forma equilibrada hidrostática, es decir, redonda, y que ha despejado las inmediaciones de su órbita".  Segunda categoría: "Un planeta enano es un cuerpo celeste que está en órbita alrededor del Sol, que tiene suficiente masa para tener gravedad propia para superar las fuerzas rígidas de un cuerpo de manera que asuma una forma equilibrada hidrostática, es decir, redonda; que no ha despejado las inmediaciones de su órbita y que no es un satélite."  Tercera categoría: "Todos los demás objetos que orbitan alrededor del Sol son considerados colectivamente como 'cuerpos pequeños del Sistema Solar'". INTERACCIÓN ELECTROMAGNÉTICA. La interacción electromagnética afecta a las partículas con carga eléctrica o con momento magnético, así como a los fotones. Su descripción se hace a partir de las leyes de Maxwell y su alcance es infinito. Gracias a ella se pueden explicar fenómenos tan diversos como los eléctricos, los
  • 13. magnéticos, la interacción entre la luz y la materia, las ondas electromagnéticas (¿cómo funciona un teléfono móvil?), las fuerzas elásticas que se dan en un muelle, la estructura interna de la materia a escala atómica y molecular, así como la química. Es una interacción inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre las partículas y es conservativa. La interacción electromagnética explica la estructura cristalina INTERACCIÓN NUCLEAR FUERTE. La interacción nuclear fuerte afecta a los quarks, y por tanto, a los hadrones. Es la más intensa de las cuatro y se denomina también interacción fuerte o interacción hadrónica. Su alcance es muy corto, reduciéndose prácticamente a cero para distancias superiores a 10-15 m, por lo que no tiene influencia en la Química, por ejemplo. Gracias a esta interacción se puede explicar la estabilidad nuclear y muchos procesos nucleares. ¿QUE REACTOR ES? REACTOR RP-10 El Reactor de Potencia RP-10 fue diseñado y construido para el Instituto Peruano de Energía Nuclear (IPEN) por la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) de la Argentina, con la participación de INVAP. El reactor, que entró en funcionamiento en 1988, está situado en el centro nuclear Oscar Miroquesada De la Guerra, de Huarangal, Lima. En su
  • 14. desarrollo, INVAP participó como subcontratista principal de la CNEA, proveyendo el puente de mecanismos que, sobre la pileta abierta, maneja los sensores y barras de control del núcleo. También diseñó, construyó y montó los detectores de radiación y el sistema informático de comando y control del reactor. El RP-10 (de 10 megavatios de potencia) se utiliza para producir radioisótopos. Además, es una “unidad escuela” de formación de personal en irradiación de materiales y de investigación aplicada en física de reactores e ingeniería nuclear. El centro nuclear de Huarangal, donde está situado el reactor, tiene una superficie de 125 hectáreas y cuenta con las siguientes instalaciones: un laboratorio de física experimental de reactores (LabFER), un laboratorio de ciencias, la Planta de Producción de Radioisótopos (PPRR), un laboratorio de calibración de dosimetría (LSCD) y una planta de gestión de residuos radioactivos (PGRR), diseñados y construidos por expertos de ambos países coordinados por la CNEA. INTERACCIÓN NUCLEAR DÉBIL. La interacción nuclear débil se produce entre partículas leptónicas o hadrónicas. Explica algunos procesos nucleares, como la desintegración b de los núcleos, en la que un neutrón se transforma en un protón y un electrón, generándose también un antineutrino electrónico. También explica las transformaciones entre leptones, como la desintegración del tauón. Su intensidad es mucho mayor que la fuerza gravitatoria, pero es menor que la fuerza electromagnética. También se denomina interacción débil. ¿QUIÉN ES? ES MARIO BUNGE.
  • 15. LA CIENCIA SU MÉTODO Y SU FILOSOFÍA ¿QUE ES LA CIENCIA? La ciencia es el método, mediante el cual desarrollamos un conocimiento específico, por ejemplo la Química y la Física las cuales nos enseñan a interactuar en el mundo que nos rodea. La ciencia se divide en dos aspectos muy importantes, que son; la ciencia formal y la ciencia fáctica LA CIENCIA FORMAL Esta ciencia no es objetiva, estudia entes ideales que se dividen en los abstractos e interpretados que sólo llegan a existir en la ciencia humana. No existe en la realidad, sino en la imaginación del hombre. LA CIENCIA FÁCTICA Se refieren en su mayoría a sucesos y procesos. Necesitan mas que la lógica formal o una teoría, necesita de sucesos reales, como la observación, para confirmar sus enunciados. Esto quiere decir que necesitan basarse en la realidad para poder experimentar con esta y comprobar sus teorías METODO CIENTIFICO a) PLANTEO DEL PROBLEMA 1) Reconocimiento de los hechos 2) Descubrimiento del problema 3) Formulación del problema b) CONSTRUCCIÓN DE UN MODELO TEÓRICO 1) Selección de los factores pertinentes 2) Invención de las hipótesis centrales y de las suposiciones auxiliares 3) Traducción matemática c) DEDUCCIÓN DE CONSECUENCIAS PARTICULARES
  • 16. 1) Búsqueda de soportes racionales 2) Búsqueda de soportes empíricos d) PRUEBA DE LAS HIPÓTESIS 1) Diseño de la prueba 2) Ejecución de la prueba 3) Elaboración de los datos 4) Inferencia de la conclusión e) INTRODUCCIÓN DE LAS CONCLUSIONES EN LA TEORIA 1) Comparación de las conclusiones con las predicciones 2) Reajuste del modelo 3) Sugerencias acerca de trabajo ulterior FILOSOFIA Bunge ha desarrollado un sistema filosófico que se puede caracterizar como: materialista (o naturalista), pero en lugar de emergentista reduccionista; sistemista más que sea holista o individualista, racional-empírica en lugar de cualquiera de racionalista o empirista, orientado a la ciencia, y exacta, es decir, construido con la ayuda de las herramientas lógicas y matemáticas en lugar de en función de la articulación verbal. Sostiene que: La física no puede prescindir de la filosofía, al igual que este último no se avanza si se hace caso omiso de la física y otras ciencias. En otras palabras, la filosofía la ciencia y de sonido (es decir, científico) se solapan parcialmente y por consiguiente pueden interactuar fructíferamente. Sin la filosofía, la ciencia pierde en profundidad, y sin filosofía de la ciencia se estanca. MAGNITUD FÍSICA Una magnitud física es una propiedad o cualidad medible de un sistema físico, es decir, a la que se le pueden asignar distintos valores como resultado de una medición. Las magnitudes físicas se miden usando un patrón que tenga bien definida esa magnitud, y tomando como unidad la cantidad de esa propiedad que posea el objeto patrón. Por ejemplo, se considera que el patrón principal de longitud es el metro en el Sistema Internacional de Unidades.
  • 17. Las primeras magnitudes definidas estaban relacionadas con la medición de longitudes, áreas, volúmenes, masas patrón, y la duración de periodos de tiempo. Existen magnitudes básicas y derivadas, y constituyen ejemplos de magnitudes físicas: la masa, la longitud, el tiempo, la carga eléctrica, la densidad, la temperatura, la velocidad, la aceleración, y la energía. En términos generales, es toda propiedad de los cuerpos que puede ser medida. De lo dicho se desprende la importancia fundamental del instrumento de medición en la definición de la magnitud. La Oficina Internacional de Pesos y Medidas, por medio del Vocabulario Internacional de Metrología (International Vocabulary of Metrology, VIM), define a la magnitud como un atributo de un fenómeno; un cuerpo o sustancia que puede ser distinguido cualitativamente y determinado cuantitativamente. A diferencia de las unidades empleadas para expresar su valor, las magnitudes físicas se expresan en cursiva: así, por ejemplo, la "masa" se indica con "m", y "una masa de 3 kilogramos" la expresaremos como m = 3 kg. TIPOS DE MAGNITUDES FÍSICAS Las magnitudes físicas pueden ser clasificadas de acuerdo a varios criterios: Según su expresión matemática, las magnitudes se clasifican en escalares, vectoriales y tensoriales. Según su actividad, se clasifican en magnitudes extensivas e intensivas. MAGNITUDES ESCALARES, VECTORIALES Y TENSORIALES Las magnitudes escalares son aquellas que quedan completamente definidas por un número y las unidades utilizadas para su medida. Esto es, las magnitudes escalares están representadas por el ente matemático más simple, por un número. Podemos decir que poseen un módulo, pero que carecen de dirección. Su valor puede ser independiente del observador (v.g.: la masa, la temperatura, la densidad, etc.) o depender de la posición o estado de movimiento del observador (v.g.: la energía cinética) Las magnitudes vectoriales son aquellas que quedan caracterizadas por una cantidad (intensidad o módulo), y una dirección. En un espacio euclidiano, de no más de tres dimensiones, un vector se representa mediante un segmento orientado. Ejemplos de estas magnitudes son: la velocidad, la aceleración, la fuerza, el campo eléctrico, intensidad luminosa, etc.
  • 18. Además, al considerar otro sistema de coordenadas asociado a un observador con diferente estado de movimiento o de orientación, las magnitudes vectoriales no presentan invariancia de cada uno de los componentes del vector y, por tanto, para relacionar las medidas de diferentes observadores se necesitan relaciones de transformación vectorial. En mecánica clásica también el campo electrostático se considera un vector; sin embargo, de acuerdo con la teoría de la relatividad esta magnitud, al igual que el campo magnético, debe ser tratada como parte de una magnitud tensorial. Las magnitudes tensoriales son las que caracterizan propiedades o comportamientos físicos modelizables mediante un conjunto de números que cambian tensorialmente al elegir otro sistema de coordenadas asociado a un observador con diferente estado de movimiento o de orientación. De acuerdo con el tipo de magnitud, debemos escoger leyes de transformación de las componentes físicas de las magnitudes medidas, para poder ver si diferentes observadores hicieron la misma medida o para saber qué medidas obtendrá un observador, conocidas las de otro cuya orientación y estado de movimiento respecto al primero sean conocidos. MAGNITUDES EXTENSIVAS E INTENSIVAS Una magnitud extensiva es una magnitud que depende de la cantidad de sustancia que tiene el cuerpo o sistema. Las magnitudes extensivas son aditivas. Si consideramos un sistema físico formado por dos partes o subsistemas, el valor total de una magnitud extensiva resulta ser la suma de sus valores en cada una de las dos partes. Ejemplos: la masa y el volumen de un cuerpo o sistema, la energía de un sistema termodinámico, etc. Una magnitud intensiva es aquella cuyo valor no depende de la cantidad de materia del sistema. Las magnitudes intensivas tiene el mismo valor para un sistema que para cada una de sus partes consideradas como subsistemas. Ejemplos: la densidad, la temperatura y la presión de un sistema termodinámico en equilibrio. En general, el cociente entre dos magnitudes extensivas da como resultado una magnitud intensiva. Ejemplo: masa dividida por volumen representa densidad. SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES El Sistema Internacional de Unidades se basa en dos tipos de magnitudes físicas:
  • 19. Las siete que toma como fundamentales, de las que derivan todas las demás. Son longitud, tiempo, masa, intensidad de corriente eléctrica, temperatura, cantidad de sustancia e intensidad luminosa. Las unidades derivadas, que son las restantes y que pueden ser expresadas con una combinación matemática de las anteriores. UNIDADES BÁSICAS O FUNDAMENTALES DEL SI UNIDADES BÁSICAS DEL SI. Las magnitudes básicas no derivadas del SI son las siguientes: Longitud: metro (m). El metro es la distancia recorrida por la luz en el vacío en 1/299 792 458 segundos. Este patrón fue establecido en el año 1983. Tiempo: segundo (s). El segundo es la duración de 9 192 631 770 períodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del cesio-133. Este patrón fue establecido en el año 1967. Masa: kilogramo (kg). El kilogramo es la masa de un cilindro de aleación de Platino-Iridio depositado en la Oficina Internacional de Pesas y Medidas. Este patrón fue establecido en el año 1887. Intensidad de corriente eléctrica: amperio (A). El amperio o ampere es la intensidad de una corriente constante que, manteniéndose en dos conductores paralelos, rectilíneos, de longitud infinita, de sección circular despreciable y situados a una distancia de un metro uno de otro, en el vacío, produciría una fuerza igual a 2×10-7 newton por metro de longitud. Temperatura: kelvin (K). El kelvin es la fracción 1/273,16 de la temperatura del punto triple del agua. Cantidad de sustancia: mol (mol). El mol es la cantidad de sustancia de un sistema que contiene tantas entidades elementales como átomos hay en 12 gramos de carbono-12. Intensidad luminosa: candela (cd). La candela es la unidad luminosa, en una dirección dada, de una fuente que emite una radiación monocromática de frecuencia 540×1012 Hz y cuya intensidad energética en dicha dirección es 1/683 vatios por estereorradián. UNIDADES FUNDAMENTALES EN EL SISTEMA CEGESIMAL C.G.S. SISTEMA CEGESIMAL DE UNIDADES. Longitud: centímetro (cm): 1/100 del metro (m) S.I. Tiempo: segundo (s): La misma definición del S.I. Masa: gramo (g): 1/1000 del kilogramo (kg) del S.I. UNIDADES FUNDAMENTALES EN EL SISTEMA GRAVITACIONAL MÉTRICO TÉCNICO
  • 20. SISTEMA TÉCNICO DE UNIDADES. Longitud: metro (m). La misma definición del Sistema Internacional. Tiempo: segundo (s).La misma definición del Sistema Internacional. Fuerza: kilogramo-fuerza (kgf). El peso de una masa de 1 kg (S.I.), en condiciones normales de gravedad (g = 9,80665 m/s2). MAGNITUDES FÍSICAS DERIVADAS UNIDADES DERIVADAS DEL SI. Una vez definidas las magnitudes que se consideran básicas, las demás resultan derivadas y se pueden expresar como combinación de las primeras. Las unidades derivadas se usan para las siguientes magnitudes: superficie, volumen, velocidad, aceleración, densidad, frecuencia, periodo, fuerza, presión, trabajo, calor, energía, potencia, carga eléctrica, diferencia de potencial, potencial eléctrico, resistencia eléctrica, etcétera. ALGUNAS DE LAS UNIDADES USADAS PARA ESAS MAGNITUDES DERIVADAS SON: Fuerza: newton (N) que es igual a kg·m/s2 Energía: julio (J) que es igual a kg·m2/s2 Cantidades físicas básicas y sus unidades. Magnitud Nombre de la unidad SI básica Símbolo Longitud metro m Masa kilogramo kg Tiempo segundo s Intensidad de corriente amperio A eléctrica Temperatura kelvin K termodinámica Cantidad de sustancia mol mol Intensidad luminosa candela cd
  • 21. CANTIDADES FÍSICAS DERIVADAS DE LAS CANTIDADES FÍSICAS BÁSICAS CON SUS UNIDADES. Magnitud Nombre de la unidad SI derivada Símbolo Superficie metro cuadrado m2 Volumen metro cúbico m3 Velocidad metro por segundo m/s Aceleración metro por segundo al cuadrado m/s2 Densidad kilogramo por metro cúbico kg/m3 Densidad de corriente amperio por metro cuadrado A/m2 Fuerza de campo amperio por metro A/m magnético Volumen específico metro cúbico por kilogramo m3/kg Luminancia candela por metro cuadrado cd/m2 EXPRESIÓN EN FUNCIÓN DE UNIDADES SI BÁSICAS O EN FUNCIÓN DE OTRAS UNIDADES SI DERIVADAS nombre especial magnitud de la unidad si símbolo derivada Ángulo plano radián rad m·m-1 = 1 Ángulo sólido estereorradián sr m2·m-2 = 1 Frecuencia hercio Hz 1/s Fuerza newton N kg·m/s2 Presión, tensión pascal Pa N/m2 mecánica
  • 22. Energía, trabajo, julio J N·m cantidad de calor Potencia vatio W J/s Cantidad de culombio C A·s electricidad Potencial eléctrico, diferencia de potencial, tensión voltio V J/C eléctrica y fuerza electromotriz Capacidad eléctrica faradio F C/V Resistencia eléctrica ohmio ð V/A Conductancia eléctrica siemens S 1/ð Flujo magnético, flujo de inducción weber Wb V·s magnética Densidad de flujo magnético, inducción tesla T Wb/m2 magnética Inductancia henrio H Wb/A Temperatura Celsius grado Celsius ºC 1 ºC = 1 K Flujo luminoso lumen lm cd·sr Iluminancia lux lx lm/m2 Actividad (radiaciones becquerel Bq 1/s ionizantes) Dosis absorbida gray Gy J/kg Dosis equivalente sievert Sv J/kg