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Fisica y sus ciencias

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1
TRABAJO ESCRITO DIGITAL
ROMER KEYM CABRERA MALAVER
FUNDACION UNIVERSITARIA DE SAN GIL – UNISANGIL
FACULTAD DE INGIENERIAS BASICAS E INGIENERIAS
INGIENERIA AMBIENTAL
YOPAL
2015
TRABAJO ESCRITO DIGITAL
2
ROMER KEYM CABRERA MALAVER
ING. QUEVIN BARRERA
FÍSICA 1
FUNDACION UNIVERSITARIA DE SAN GIL – UNISANGIL
FALCUTAD DDE INGIENERIA BASICAS E INGIENERIAS
INGIENERIA AMBIENTAL
YOPAL
2015
3
INTRODUCCION
La ciencia que estudia la estructura de la materia y las interacciones entre los
constituyentes fundamentales del universo observable, la física abarca desde lo
más grande hasta lo más pequeño.
Estudia la materia (los cuerpos) y lo que ocurre sobre ellos, actuando sobre ellos
sin cambiarlos. Ej.: si desplazo una pluma de ave esta no cambia, sigue como
pluma, pero sufre un desplazamiento y esto es un fenómeno no físico producido
por algún elemento como el viento.
La física es una de las ciencias naturales que más ha contribuido al desarrollo y
bienestar del hombre, porque gracias a su estudio e investigación ha sido posible
encontrar en muchos casos, una explicación clara y útil a los fenómenos que se
presentan en nuestra vida diaria.
4
FÍSICA Y SU RELACIÓN CON OTRAS DISCIPLINAS
La naturaleza y el universo mismo se comportan de una forma tan maravillosa, de
tal modo que todo está regido por leyes comprobadas y efectivas.
La física ha evolucionado gracias a los esfuerzos por investigar cómo y por qué la
naturaleza se comporta de la manera que lo hace, logrando explicar el
comportamiento de partículas mucho más pequeña que un átomo y de objetos
mucho más grandes que el sol. Esta explicación se basa en las leyes que la física
obtiene a partir de hechos experimentales.
Gracias a la experimentación, la física ha logrado llegar a los descubrimientos
más significativos que se han dado a lo largo de la historia y que han permitido
alcanzar avances tecnológicos tan impresionantes hoy en día.
La Física para su estudio, se divide en dos grandes grupos Física Clásica y Física
Moderna. La primera estudia todos aquéllos fenómenos en los cuales la velocidad
es muy pequeña comparada con la velocidad de propagación de la luz; la segunda
se encarga de todos aquellos fenómenos producidos a la velocidad de la luz o con
valores cercanos a ella.
 FISICA CLASICA: mecánica, termológica, ondas, óptica y electromagnetismo.
 FISICA MODERNA: atómica y nuclear.
 FÍSICA CONTEMPORÁNEA: está basada en el tiempo.
La física es la ciencia más fundamental y general, la cual ha podido relacionarse
con cada una de ellas y ha tenido un profundo efecto en todo lo relacionado con el
método científico.
La física es también conocida como Filosofía Natural, la cual proviene la mayoría
de las ciencias, como lo son las Matemáticas, la Biología, la Astronomía, la
Filosofía, entre otras.
5
LA FISICA Y SU RELACION CON LA QUIMICA
La Química es una de las ciencias que más afinidad tiene con la Física. En efecto,
los fenómenos físicos ocurren generalmente en conjunción con los químicos.
Desde el principio del conocimiento, el hombre, siempre ha sentido curiosidad por
los fenómenos que ocurren a su alrededor, esta curiosidad, llevó a que surgiera el
llamado método científico, que intentaba explicar de modo racional por qué o
como de las cosas. La Química es una de las ciencias que más afinidad tiene con
la Física; En efecto, los fenómenos físicos ocurren generalmente en conjunción
con los químicos Y basta ver las manifestaciones de nuestro entorno para poder
aplicar esta situación.
No olvidemos que química + física = Biología, o sea la manifestación de la vida y
los seres vivos, muchos físicos también contribuyeron a descubrir fenómenos
químicos dado que en sus experimentos utilizaban reacciones químicas que
originaban reacciones físicas y un claro ejemplo de ello ha sido la búsqueda de la
estructura y funcionalidad del átomo. Recordemos que de una reacción en
cadena, cuando un átomo radiactivo inestable es bombardeado por un neutrón se
produce un estallido del núcleo del mismo y sus componentes a su vez rompen
otros núcleos generando más colisiones. Esto es una reacción química y su
manifestación física es la generación de una inmensa cantidad de energía en
forma de calor.
Llamamos a esto reacción de fusión nuclear.
6
LA FISICA Y SU RELACION CON EL DEPORTE
Relacionadas con los deportes y la gimnasia desde el punto de vista que nuestros
movimientos están regidos por la gravedad, la atracción que ejerce sobre nuestro
cuerpo (la atracción gravitatoria de la tierra) La física y los deportes se relacionan
desde el punto de vista que todos nuestros movimientos están regidos por la
gravedad, podemos observar esto, en los primeros astronautas que pisaron la
luna, quienes llevaban zapatos de plomo para evitar flotar y poder desplazarse.
También podemos observar la fuerza de gravedad cada que saltamos, nuestro
impulso nos eleva cierto punto y luego la tierra nos atrae hacia ella. Las leyes
físicas quedan relacionadas con los deportes y la gimnasia desde el punto de vista
que nuestros movimientos están regidos por la gravedad y En efecto, la atracción
que ejerce sobre nuestro cuerpo, la atracción gravitatoria de la tierra. La estructura
ósea de nuestro organismo, desde nuestros primeros pasos en la infancia, debe
luchar por conseguir una posición de equilibrio cuando estamos parados o nos
desplazamos; El peso que nos da la balanza es el fiel reflejo de la masa que
constituye nuestro organismo y la aceleración de la gravedad 9.81 m/s 2.
Estudiando dicha fuerza, vemos que dependiendo de este parámetro, si
estuviéramos en la Luna "pesaríamos menos" pues allí la aceleración de la
gravedad sería menor, esto lo pudieron comprobar los primeros astronautas que
pisaron la Luna, los cuales llevaban zapatos de plomo para evitar que flotaran en
el vacío y no se pudieran desplazar y como la principal manifestación de la fuerza
de la gravedad es cuando pretendemos saltar hacia arriba, nuestro impulso nos
eleva hasta cierto punto y luego la tierra nos atrae hacia ella.
Los gimnastas olímpicos utilizan técnicas que le permiten mediante la utilización
del principio del equilibrio.

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  • 1. 1 TRABAJO ESCRITO DIGITAL ROMER KEYM CABRERA MALAVER FUNDACION UNIVERSITARIA DE SAN GIL – UNISANGIL FACULTAD DE INGIENERIAS BASICAS E INGIENERIAS INGIENERIA AMBIENTAL YOPAL 2015 TRABAJO ESCRITO DIGITAL
  • 2. 2 ROMER KEYM CABRERA MALAVER ING. QUEVIN BARRERA FÍSICA 1 FUNDACION UNIVERSITARIA DE SAN GIL – UNISANGIL FALCUTAD DDE INGIENERIA BASICAS E INGIENERIAS INGIENERIA AMBIENTAL YOPAL 2015
  • 3. 3 INTRODUCCION La ciencia que estudia la estructura de la materia y las interacciones entre los constituyentes fundamentales del universo observable, la física abarca desde lo más grande hasta lo más pequeño. Estudia la materia (los cuerpos) y lo que ocurre sobre ellos, actuando sobre ellos sin cambiarlos. Ej.: si desplazo una pluma de ave esta no cambia, sigue como pluma, pero sufre un desplazamiento y esto es un fenómeno no físico producido por algún elemento como el viento. La física es una de las ciencias naturales que más ha contribuido al desarrollo y bienestar del hombre, porque gracias a su estudio e investigación ha sido posible encontrar en muchos casos, una explicación clara y útil a los fenómenos que se presentan en nuestra vida diaria.
  • 4. 4 FÍSICA Y SU RELACIÓN CON OTRAS DISCIPLINAS La naturaleza y el universo mismo se comportan de una forma tan maravillosa, de tal modo que todo está regido por leyes comprobadas y efectivas. La física ha evolucionado gracias a los esfuerzos por investigar cómo y por qué la naturaleza se comporta de la manera que lo hace, logrando explicar el comportamiento de partículas mucho más pequeña que un átomo y de objetos mucho más grandes que el sol. Esta explicación se basa en las leyes que la física obtiene a partir de hechos experimentales. Gracias a la experimentación, la física ha logrado llegar a los descubrimientos más significativos que se han dado a lo largo de la historia y que han permitido alcanzar avances tecnológicos tan impresionantes hoy en día. La Física para su estudio, se divide en dos grandes grupos Física Clásica y Física Moderna. La primera estudia todos aquéllos fenómenos en los cuales la velocidad es muy pequeña comparada con la velocidad de propagación de la luz; la segunda se encarga de todos aquellos fenómenos producidos a la velocidad de la luz o con valores cercanos a ella.  FISICA CLASICA: mecánica, termológica, ondas, óptica y electromagnetismo.  FISICA MODERNA: atómica y nuclear.  FÍSICA CONTEMPORÁNEA: está basada en el tiempo. La física es la ciencia más fundamental y general, la cual ha podido relacionarse con cada una de ellas y ha tenido un profundo efecto en todo lo relacionado con el método científico. La física es también conocida como Filosofía Natural, la cual proviene la mayoría de las ciencias, como lo son las Matemáticas, la Biología, la Astronomía, la Filosofía, entre otras.
  • 5. 5 LA FISICA Y SU RELACION CON LA QUIMICA La Química es una de las ciencias que más afinidad tiene con la Física. En efecto, los fenómenos físicos ocurren generalmente en conjunción con los químicos. Desde el principio del conocimiento, el hombre, siempre ha sentido curiosidad por los fenómenos que ocurren a su alrededor, esta curiosidad, llevó a que surgiera el llamado método científico, que intentaba explicar de modo racional por qué o como de las cosas. La Química es una de las ciencias que más afinidad tiene con la Física; En efecto, los fenómenos físicos ocurren generalmente en conjunción con los químicos Y basta ver las manifestaciones de nuestro entorno para poder aplicar esta situación. No olvidemos que química + física = Biología, o sea la manifestación de la vida y los seres vivos, muchos físicos también contribuyeron a descubrir fenómenos químicos dado que en sus experimentos utilizaban reacciones químicas que originaban reacciones físicas y un claro ejemplo de ello ha sido la búsqueda de la estructura y funcionalidad del átomo. Recordemos que de una reacción en cadena, cuando un átomo radiactivo inestable es bombardeado por un neutrón se produce un estallido del núcleo del mismo y sus componentes a su vez rompen otros núcleos generando más colisiones. Esto es una reacción química y su manifestación física es la generación de una inmensa cantidad de energía en forma de calor. Llamamos a esto reacción de fusión nuclear.
  • 6. 6 LA FISICA Y SU RELACION CON EL DEPORTE Relacionadas con los deportes y la gimnasia desde el punto de vista que nuestros movimientos están regidos por la gravedad, la atracción que ejerce sobre nuestro cuerpo (la atracción gravitatoria de la tierra) La física y los deportes se relacionan desde el punto de vista que todos nuestros movimientos están regidos por la gravedad, podemos observar esto, en los primeros astronautas que pisaron la luna, quienes llevaban zapatos de plomo para evitar flotar y poder desplazarse. También podemos observar la fuerza de gravedad cada que saltamos, nuestro impulso nos eleva cierto punto y luego la tierra nos atrae hacia ella. Las leyes físicas quedan relacionadas con los deportes y la gimnasia desde el punto de vista que nuestros movimientos están regidos por la gravedad y En efecto, la atracción que ejerce sobre nuestro cuerpo, la atracción gravitatoria de la tierra. La estructura ósea de nuestro organismo, desde nuestros primeros pasos en la infancia, debe luchar por conseguir una posición de equilibrio cuando estamos parados o nos desplazamos; El peso que nos da la balanza es el fiel reflejo de la masa que constituye nuestro organismo y la aceleración de la gravedad 9.81 m/s 2. Estudiando dicha fuerza, vemos que dependiendo de este parámetro, si estuviéramos en la Luna "pesaríamos menos" pues allí la aceleración de la gravedad sería menor, esto lo pudieron comprobar los primeros astronautas que pisaron la Luna, los cuales llevaban zapatos de plomo para evitar que flotaran en el vacío y no se pudieran desplazar y como la principal manifestación de la fuerza de la gravedad es cuando pretendemos saltar hacia arriba, nuestro impulso nos eleva hasta cierto punto y luego la tierra nos atrae hacia ella. Los gimnastas olímpicos utilizan técnicas que le permiten mediante la utilización del principio del equilibrio.
  • 7. 7 LA FISICA Y SU RELACION CON LA BIOLOGIA Relacionadas por medio de los descubrimientos de la posibilidad de amplificar las imágenes de los cuerpos celestes, surgió en la rama de la óptica un avance que permitió a los biólogos y médicos de la antigüedad, acceder a poder observar el mundo de lo diminuto, los aportes de la física a el estudio de los seres vivos, ha permitido desentrañar los misteriosos antiguos secretos, de la unidad fundamental de la vida, con los avances de la técnica fue posible poco a poco conseguir mayores aumentos y descubrir nuevos organismos tales como bacterias; por medio de ondas de radio, la medicina ha logrado importantes avances. Los rayos x descubiertos por la emisión de electrones en un tubo de vacío, ayudan hoy en día a la obtención de radiografías de nuestro esqueleto, es importantísimo para los médicos el poder observar a través de esas imágenes, las fracturas de los huesos y malformaciones. También la radioterapia y la quimioterapia son importantes aportes de los descubrimientos de los físicos; la radioterapia ayuda mediante ondas electromagnéticas de frecuencias bajas al alivio de las personas que sufren de artritis, o sea la inflamación de los tejidos que rodean las articulaciones, el relacionar la física con la biología nos lleva a pensar en la biofísica. Desde el punto de vista científico la vida o los seres vivos están compuestos esencialmente por elementos físicos y químicos. Surgió en la rama de la óptica un avance que permitió a los biólogos y médicos de la antigüedad, acceder a poder a la física como herramienta por excelencia a las matemáticas. Pero su acción no conoce límites, por ejemplo el brazo humano es un caso de varias palancas de primer, segundo y tercer género que son aplicaciones físicas. En química interviene en muchos aspectos pero sobre todo en la fisicoquímica, que es el estudio de las reacciones químicas desde el punto de vista termodinámico (o energético). En biología estudia fenómenos como la presión y como afecta los hábitat de los seres vivos. En astronomía estudia el movimiento de los astros y sus interacciones, de hecho esa es una de las
  • 8. 8 limitantes de la astronomía, que sus modelos sean principalmente físicos. En meteorología su estudio ha llevado a la creación de la teoría del caos y de los fractales más tarde, que luego se aplicarán a modelos sociológicos. LA FISICA Y SUS RELACIONES CON LA ASTRONOMIA Relación con la curiosidad de conocer los fenómenos de la tierra, logrando así la construcción del primer telescopio para observar con lentes la ampliación de imágenes, Desde el principio del conocimiento, el hombre, siempre ha sentido curiosidad por los fenómenos que ocurren a su alrededor. Esta curiosidad, llevó a que surgiera el llamado método científico, que intentaba explicar de modo racional por qué o como de las cosas. Galileo Galilei, físico y astrónomo italiano nacido en Pisa en 1,564 efectuó grandes contribuciones al desarrollo de las ciencias, Como gran experimentador, logró construir el primer telescopio para sus observaciones, logrando con lentes amplificar las imágenes; Eran los pasos fundamentales para unir la Astronomía con la rama de la Física llamada óptica. La astronomía es la ciencia que estudia la localización, los movimientos, la composición, el estado físico y la evolución de los cuerpos celestes, y en general, de toda la materia existente en el universo. Su aplicación viene llevándose a cabo desde hace varios siglos, muchas civilizaciones antiguas realizaban estudios sobre los astros, otras, vieron en ellos sus Diosa, la admiración al cielo es algo que no escapa de nadie, es algo que crea cuestiones en todos, y la astronomía intenta encontrar estas respuestas. En la astronomía encontraremos estudios de toda clase, se analiza la materia en su estado más pequeño, hasta en enormes e inimaginables masas. Hablamos de cuerpos tan enormes, que la astronomía puede solamente dedicarse a la observación de ellos, y no así a experimentar. Pero no sólo se dedica a observar y analizar los cuerpos celestes, sino que también intenta encontrar el origen del universo, pretende conocer lo que fue, lo que es, y lo que será. La astronomía es una ciencia de enormes campos y que requiere muchos conocimientos físicos, matemáticos y mucha, mucha observación. Tanto es así que existen muchos astrónomos aficionados que han realizado importantes avances en la astronomía.
  • 9. 9 LA FÍSICA RELACIONADA CON LA MATEMÁTICAS La física es una ciencia que necesariamente de las matemáticas para existir, si queremos analizar un fenómeno físico, necesitamos traducirlo de algún modo a una expresión matemática, como una ecuación. Así Isaac Newton se dio cuenta que sin matemáticas el no podría estudiar física ni llevarla a cabo con sus experimentos, entonces tubo que desarrolla lo que ahora conocemos Calculo. La física es la más fundamental de las ciencias que tratan de estudiar la naturaleza, esta ciencia estudia aspectos tan básicos como el movimiento, las interacciones entre diferentes objetos, la materia, el calor, el sonido, la luz, etc. Cada uno de estos fenómenos físicos es estudiado por diferentes ramas de la física. Las diferentes ramas de la física que se ocupan de los diversos fenómenos naturales no son compartimentos estancos sin ningún tipo de relación entre sí. Por debajo de los diferentes fenómenos que podemos observar en la naturaleza existe un cierto orden, unas ciertas reglas de juego que se pueden expresar en forma de principios o leyes fundamentales de la física, como pueden ser el principio de conservación de la energía, las leyes de Newton, etc. Estos principios o leyes aparecen por primera vez, y se aprenden, cuando uno estudia Física I (Mecánica), pero se siguen aplicando cuando se estudian fenómenos en principio completamente diferentes como es el caso de la asignatura de Física II (Electromagnetismo). Y siguen aplicándose cuando se utiliza la física dentro del marco de la ingeniería. Es por lo tanto importantísimo que el estudiante comprenda correctamente dichos principios y leyes para que pueda aplicarlos más tarde adecuadamente. Matemáticamente con la precisión absoluta que se puede alcanzar en este pensamiento-lenguaje los problemas son mentales, y están en la esfera de lo mental, del pensamiento. Al físico le preocupa el mundo real y nada hay que obligue a este a ajustarse a las leyes de la lógica. La poderosa tensión creativa que se crea en la matemática clásica y que tan útiles palabras proporciona a la naturaleza, palabras que oye y trata de entender el físico, desde los indivisibles de Caballero pasando por Newton, LaGrange, Hamilton como señala el propio Manan no se pierden en una desavenencia sin importancia, en una discrepancia momentánea.
  • 10. 10 De manera muy concisa el autor sintetiza las idas y venidas de la relación en la frase de cierre: “Matematices supplies hygienic habits and headaches”. La bibliografía proporciona fuentes para explorar que creo que valen la pena. Cojea en relatividad, la otra gran teoría física del siglo, aunque está bastante completa en cuántica, naturalmente florece la topología, una gran aliada matemática de la física con mucho que dar de sí por delante. No sé hasta dónde estoy de acuerdo, tampoco sé si siempre estoy de acuerdo en lo mismo, esas cosas a veces también están sujetas a la evolución y al tiempo. En la física se distinguen dos ramas principales: teórica y experimental. La física-matemática está íntimamente relacionada con la parte teórica de esta ciencia básica en la cual, a partir de lo observado en los sistemas que se encuentran en el Universo a todas las escalas, se plantean modelos matemáticos que representan dichos fenómenos. Sin embargo, la física-matemática se caracteriza por su rigor matemático que en algunas ocasiones es pasado por alto debido a la relevancia del contraste con las observaciones. De esta forma, la física-matemática estudia los fundamentos de los modelos físicos, algunos de ellos considerados resueltos, los analiza rigurosamente y muchas veces los reformula. En este proceso se logran generalizaciones de teorías, conexiones entre las mismas y un análisis más riguroso de los resultados. Este campo se ha concentrado mayormente en la mecánica cuántica, mecánica estadística, relatividad e hidrodinámica aunque, dada su naturaleza, es capaz de ser aplicado en cualquier área de la física lográndose así un modelado más formal de la fenomenología observada. La física es una ciencia que necesariamente necesita de las matemáticas para existir, si queremos analizar un fenómeno físico, necesitamos traducirlo de algún modo a una expresión matemática, como una ecuación. Isaac Newton se dio cuenta que sin matemáticas el no podría estudiar física, entonces tubo que desarrollar el cálculo infinitesimal.
  • 11. 11
  • 12. 12 LA FISICA EN LA INGENIERIA AMBIENTAL En primer lugar debemos comprender que significa está carrera Ingeniería Ambiental se compone de dos partes: La primera habla de la Ingeniería, que es el “conjunto de conocimientos y técnicas científicas aplicadas a la creación, perfeccionamiento e implementación de estructuras para la resolución de problemas que afectan la actividad cotidiana de la sociedad”. La segunda, como su nombre lo indica, se refiere a la parte ambiental. Si las juntamos obtenemos la Ingeniería Ambiental; que es un conjunto de conocimientos y técnicas científicas aplicados a la resolución de problemas ambientales relacionados con el desarrollo y avance de la sociedad. El Ingeniero Ambiental, debe es capaz de identificar, comprender y proponer alternativas de solución a dificultades medioambientales, empleando conocimientos científicos y tecnológicos, buscando el desarrollo sostenible en beneficio del hombre, la sociedad y la naturaleza. Y es allí donde la Física cumple su rol el cual es trascendental en el aprendizaje de conocimientos científicos. La Física aplica en todos los fenómenos naturales. Un Ingeniero Ambiental debe conocer y aplicar conceptos físicos para la realización de proyectos ambientales, debe interpretar los fenómenos de la naturaleza por medio de expresiones o modelos matemáticos, físicos y/o químicos relacionados con el ámbito ambiental. Por ejemplo, el Ingeniero Ambiental aplica la Física para operar sistemas de tratamientos de aguas residuales, para sistemas de recolección y tratamiento de residuos, para hacer estudios de contaminación, para otorgar licencias ambientales a las construcciones, entre muchas otras aplicaciones. Por eso, la física está considerada como una Ciencia Básica para un Ingeniero Ambiental; Sino sabemos física, no somos Ingenieros, es así de simple. Pero también puede darse el proceso inverso ya que, un Físico puede aplicar la Ingeniería Ambiental para comprender mucho más de la relación entre la física.
  • 13. 13 CONCLUSION Todo fenómeno de la naturaleza, ya sea simple o complejo, tiene su fundamento y explicación en el campo de la física; esta ciencia nos da la posibilidad de comprender cada vez mejor los cambios del universo y de mejorar nuestras condiciones de vida es por esa razón q es de vital importancia conocer cómo se relaciónala física con otras materias. La física es la ciencia que estudia la materia y la energía, y las relaciones que se dan entre ambas. La física no es sólo una ciencia teórica; es también una ciencia experimental. Como toda ciencia, busca que sus conclusiones puedan ser verificables mediante experimentos y que la teoría pueda realizar predicciones de experimentos futuros. Dada la amplitud del campo de estudio de la física, así como su desarrollo histórico con relación a otras ciencias, se la puede considerar la ciencia fundamental o central, ya que incluye dentro de su campo de estudio a la química, la biología y la electrónica, además de explicar sus fenómenos.