Física básica: fenómenos físicos

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Fenómeno


Consideramos fenómeno a todo cambio o transformación sufrido por un cuerpo. Por ejemplo: moler café, inflar un globo, evaporar agua, el sonido al golpear un metal, etc.

Fenómenos físicos


Cuando observamos, por ejemplo, el deslizamiento de un niño por el tobogán, el choque de dos piedras, la formación del arcoiris, la desviación del rayo de sol realizada con un espejo, dar bomba a una estufa a presión, estamos en presencia de lo que llamamos fenómenos físicos.
El estudio d elos fenómenos físicos constituyen el objeto de la física.

Método físico


Si el objeto de la física en estudiar los fenómenos físicos, resulta fácil entender que para ello deberemos establecer un orden, que denominamos método.
En el estudio de la física se establece el método experimental, que permite reproducir los fenómenos a estudiar, para obtener así las correspondientes conclusiones. Este método consta de las siguientes etapas:

1- Observación
2- Experimentación y medición
3- Hipótesis
4- Leyes físicas

Observación: La acción del calor sobre los cuerpos (dilatación), el vaivén del columpio (oscilaciones), el paso del hielo a agua (fusión) y otro muchos casos que atraen nuestra atención, provocan la observación del fenómeno.

Experimentación: Consiste en producir el fenómeno en condiciones similares a aquellas en las cuales lo hemos visto ocurrir y, al mismo tiempo, experimentar con objetos o sustancias diferentes, a fin de verificar si también, al cambiar las circunstancias, persiste el fenómeno.

Medición: Una vez realizada la experimentación, comparamos esos fenómenos análogos, es decir, medimos (mediante termómetros, relojes, regla, etc), a fin de establecer sus relaciones o diferencias

Hipótesis: Ante lo observado, experimentado y medido, surgen ideas, conjeturas, encaminadas a explicar o justificar esos fenómenos. Entonces se emite la hipótesis o "suposición que se formula para explicar un fenómeno"

Ley física, teoría y principio: La hipótesis, en general, establece relaciones cualitativas (de calidad; esencialmente lo que ocurre). Cuando, en cambio, basados en esas conclusiones, se establecen relaciones cuantitativas (de cantidad) regidas por expresiones matemáticas, estamos en presencia de una ley.
Sabemos que al inflar una pelota de fútbol o un neumático, el aire aumenta la presión y su volumen disminuye (de otro modo no cabría en la cámara todo el aire aportado).
Esto permite decir que el volumen es inversamente proporcional a la presión(Ley de Boyle y Mariotte).
Además, por intuición, también sabemos que para caminar 5 cuadras tardaremos 20 cuadras (a mayor distancia, mayor tiempo, y recíprocamente), lo cual constituye una ley del movimiento uniforme, cuyo enuncuado es: el espacio es inversamente proporcional al tiempo empleado.

Teoría: Es el conjunto de las leyes que se refieren al mismo tipo de fenómenos. Por ejemplo: teoría de la relatividad, teoría ondularotia, teoría cinética de los gases, etc.

Principio: Podríamos decir que son leyes que no poseen demostración. Sólo se verifican mediante comprobaciones experimentales. Por ejemplo: principio de Arquímedes, principio de Pascal, principio de inercia, etc.

Cuerpo y materia


Cuerpo es todo lo que ocupa lugar en el espacio y tiene peso.
Esta definición conduce al concepto de extensión: todos los cuerpos tienen determinado volumen (ocupan lugar en el espacio).
En íntima relación con estas nociones está hecho de que un mismo espacio no puede estar ocupado simultáneamente por dos cuerpos, propiedad denominada impenetrabilidad y que se demuestra en observaciones como la siguiente:

Para colocar un libro en un estante que ya está colmado, retiramos otro y en su lugar ponemos el nuevo, Si en un recipiente no lleno de líquido introducimos un cuerpo cualquiera, notamos que sube el nivel del líquido.

Física básica: fenómenos físicos


Tanto el desalojo del líquido como la retiración necesaria del libro confirman que cada cuerpo reclama su espacio.

La experiencia cotidiana nos dice que los cuerpos, como una mesa, una silla, etc., permanecen fijos en el lugar que los colocamos, a no ser que sean removidos por nosotros voluntariamente o por un agente externo.
Por otra parte podemos observar que al arrancar bruscamente un tren, nuestro cuerpo se inclina con naturalidad hacia atrás, mientras que los objetos se poca estabilidad se caen o cambian de sitio.
Cuando bajamos de un vehículo que aún está en marcha, tenemos que tratar de seguir caminando en la misma dirección que lleva el vehículo para evitar caerse.
Todos estos ejemplos nos conducen al concepto de inercia.
Las explicaciones precedentes nos permiten enunciar la existencia de estas 3 propiedades esenciales de los cuerpos:

* Extensión
* Impenetrabilidad
* Inercia

Ahora bien, si todos los cuerpos, sin excepción, están sujetos a estas propiedades, debe existir alguna razón o causa uniforme. Y existe. En todos ellos se da un elemento común que denominamos materia. La meteria es lo que tienen en común estos cuerpos.

Propiedades de la materia


La materia, además de las 3 propiedades ya señaladas, posee otras de orden general, como divisibilidad, comprensibilidad, dilatabilidad, etc.

Divisibilidad: la materia es divisible; puede subdividirse, por distintos procedimientos, en partículas infinitamente pequeñas.

cuerpo


Comprensibilidad: variación de volumen por aumento de presión, tal como ocurre al inflar una pelota o un neumático.

materia


Dilatabilidad: los cuerpos pueden aumentar de volumen, longitud o superficie por la acción del calor, como ocurre en los metales.

Fuerza


Elasticidad: propiedad que tienen los cuerpos de rotomar su forma primitiva cuando, por acción de agentes externos, han sufrido deformaciones.

inercia


Finalmente, mencionamos otras propiedades, de carácter estrictamente particular, como dureza, color, sabor, solubilidad (capacidad de disolverse), pero específico (relación entre peso y volumen), meabilidad (capacidad de reducirse a láminas), ductibilidad (para reducirse a hilos), puntos de ebullición, de fusión, de solidificación, etc.

Propiedades intensivas y extensivas


Podremos también determinar otras propiedades, dependientes de cada cuerpo y sustancia; por ellos se reconocen 2 nuevos tipos de propiedades a saber:

Propiedades extensivas: como la palabra lo indica, son las que dependen particularmente de la extensión del cuerpo, como lo son el peso, el volumen, la forma, etc.

Propiedades intensivas: son generales y dependen de la calidad del cuerpo, como son la elasticidad, pero específico, dureza, dilatabilidad, etc.

Supongamos tener una caja de clavos, tornilloos, tuercas, todos de hierro.
Las propiedades extensivas se verán diferentes, peor las intensivas son iguales para todos los objetos mencionados.
En términos más precisos, debe decirse que las propiedades extensivas con las que dependen de la masa, mientras que las propiedades intensivas son las que no dependen de la masa.

Sustancia


Supongamos que tenemos 3 recipientes a los que llamaremos A, B y C; en ellos hay agua, leche y alcohol respectivamente, es decir, materia.
En cada uno de los recipientes se observa una serie de propiedades que la caracterizan, la hacen distinta. Enunciamos algunas de cada uno de los cuerpos propuestos:

Agua: es incolora, inodora, insípida, se transforma en hielo, no arde, no disuelve grasas.

Leche: es blanca, posee color característico y sabor dulce, en reposo se separa en dos líquidos de distinta densidad (grasa y suero); a la intemperie y después de cierto tiempo se descompone (fermenta), no arde.

Alcohol: es incoloro, de sabor picante y olor característico, disuelve grasas, al arder produce llama azul, se evapora fácilmente, y sobre la palma de la mano lo hace dando sensación de frío.

Cada sustancia se define de acuerdo con sus propiedades particulares. Por lo tanto, podríamos decir que sustancia es la forma particular de presentarse que tiene la materia.

Fuerzas


Al colgar un cuerpo de un resorte, éste se estira; el cuerpo ejerce una fuerza.

Sustancia


A su vez, el resorte tenso ejerce una fuerza sobre el cuerpo y anula o equilibra esa acción.
Cuando levantamos un cuerpo, empujamos un objeto, detenemos un niño que cae por el tobogán o nos sentamos sobre una silla, ejercemos una fuerza, lo mismo que el aire comprimido en un neumático ejerce cierta fuerza sobre las paredes de la cámara. Cuando se suspende un cuerpo del extremo de un hilo, éste se pone tenso; si el hilo se corta, el cuerpo cae a tierra por acción de la fuerza de gravedad.
Hemos logrado de este modo la idea de fuerza.
La primera idea de fuerza surge del esfuerzo muscular realizado para sostener o levantar un cuerpo.

f��sica


Podríamos decir, entonces, que fuerza es todo lo que tiende a modificar el estado de reposo o de movimiento de un cuerpo, o la forma del mismo.

Si una silla es trasladada de lugar; si el niño que se desliza por el tobogán es detenido antes de llegar abajo; si la pelota es desviada de la dirección que traía, todo ellos se ah obedecido a una causa común, que llamamos fuerza.

Elementos de la fuerza


Los cambios, efectos o fenómenos logrados por la aplicación de la fuerza, se realizan con determinadas características. Supongamos que queremos mover un cuerpo que se halla en estado de reposo. Para lograrlo:

a- ¿Tiramos de él de su parte delantera o lo empujamos por detrás? (Punto de aplicación de la fuerza)
b- ¿A lo largo de qué calle trasladaremos ese cuerpo si estamos en la esquina? (Dirección de la fuerza)
c- ¿Iremos hacia la derecha o hacia la izquierda cuando ya estemos sobre determinada calle? (Sentido)
d- ¿Tendremos que efecturar el mismo esfuerzo si se trata de mover un automóvil que si se tratara de una bicicleta? (Intensidad de la fuerza)

Consiguientemente, en toda fuerza debemos distinguir los siguientes elementos:

* Punto de aplicación
* Dirección
* Sentido
* Intensidad

extensi��n

Magnitudes vectoriales y escalares


Se distinguen 2 tipos de magnitudes: escalares y vectoriales.
Las megnitudes escalares quedan perfectamente definidas por medio de una cantidad. Por ejemplo: 12 cm, 35 m, 8 km, etc
Las magnitudes vectoriales necesitan, para estar definidas, establecer la dirección, el sentido y la intensidad. Ejemplos: la fuerza, la velocidad, etc
De lo expuesto resulta que las fuerzas son magnitudes vectoriales.

Representación de una fuerza (vector)


Para representar una fuerza se emplea un vector, que es un segmento orientado o dirigido que condensa todas las características de la fuerza. La longitud del vector está relacionada con la escala elegida. Por ejemplo: si la fuerza es de 35 Kg y la escala es 1 cm = 5 Kg, el vector tendrá una longitud de 7 cm

Dinamómetro


Es el aparato que sirve para comparar las fuerzas partiendo de la base antes mencionada, según la cual las fuerzas equivalen a pesos.

direcci��n


El dinamómetro consta de un resorte suficientemente elástico, perfectamente extensible y que puede recuperar fácilmente su longitud primitiva, fijo en uno de sus extremos, mientras que en el otro posee un fiel que marca, sobre una escala graduada en kiligramos, la intensidad de la fuerza aplicada.
Si por acción de nuestra mano estiramos y logramos marcar 20 Kg, querrá decir que la fuerza aplicada es de 20 Kg.

Estática


Estática es el estudio de las fuerzas en equilibrio.

Sistema de fuerzas: sobre un mismo cuerpo pueden actuar simultáneamente varias fuerzas, las cuales, consideradas en conjunto, constituyen un sistema de fuerzas.
Sistema de fuerzas es el conjunto de fuerzas que actúan simultáneamente sobre un cuerpo.

Sistema de fuerzas en equilibrio


Un sistema de fuerzas está en equilibrio cuando no se provoca ninguna alteración o modificación al cuerpo en que se está aplicando.

Componentes de un sistema de fuerzas


Llamamos componentes de un sistema a cada una de las fuerzas que constituyen el sistema.
Las fuerzas F1, F2 y F3, son componentes del sistema de la figura.
Resultante de un sistema es la fuerza capaz de sustituir al sistema con iguales efectos.
Podríamos decir ahora que un sistema de fuerzas está en equilibrio cuando su resultante es nula.

Propiedad de un sistema de fuerzas en equilibrio


Como observamos en la siguiente figura. Cuatro niños realizan o aplican otras tantas fuerzas distintas que llamaremos respectivamente F1, F2, F3 y F4.

fen��meno

fen��meno f��sico


Vemos que la pidra O no se mueve hacia ninguna parte; es decir, está en equilibrio. En cierto momento el niño número 4 se cansa y abandona la soga ¿qué sucede? ¿cuál es el efecto que provoca ese abandono? La piedra se inclina, obedeciendo a la fuerza R (por la acción conjunta de las fuerzas restantes) ¿Qué dirección, sentido e intensidad tendrá esa fuerza R?

Dirección igual a la de la fuerza F4;
Sentido contrario a la de la fuerza F4;
Intesidad igual a la de la fuerza F4.

Física básica: fenómenos físicos


Consiguientemente, podemos establecer el siguiente postulado:

En todo sistema de fuerzas en equilibrio, cada fuerza es igual en intensidad y de sentido contrario a la resultante de las demás.

Fuentes de Información - Física básica: fenómenos físicos

El contenido del post es de mi autoría, y/o, es un recopilación de distintas fuentes.

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9 comentarios - Física básica: fenómenos físicos

@gonlu10 Hace más de 2 años +4
inteligencia colectiva
:beunpost:
me quede sin puntos sino te daria
@scyho Hace más de 2 años +3
eterno respeto por la FISICA
@carlinhos_26 Hace más de 2 años +2
Buen post, precisaba algo asi para comprender mejor esta materia.
@Agwstn Hace más de 2 años
Qué pena que Taringa tenga post cada vez más pelotudos y no más como estos.
Te felicito por tu post, está muy bien armado y elaborado. Si aceptás críticas constructivas, te diría que si tenés tiempo corrijas algunos errores de tipografía, como por ejemplo "puedra" en vez de "piedra".
Recomendado y ya mañana te estoy dejando puntos.
@Pablosma Hace más de 1 año
Vaaaamos con Fisica basica! +10!
@mm_25 Hace más de 1 año
Primer año que me dan fisica en el colegio, Bueno, creo que de aqui en más, pasare un buen rato leyendo estos post xD