La Fisica Antes de Los Griegos Ary

24
LA FISICA ANTES DE LOS GRIEGOS Aristóteles llamaba movimiento natural al que realizaba un objeto para regresara su estadonatural (el reposo). * La teoría aristotélica empezó a tener contradicciones al explicar algunos problemas típicos dela época.El Modelo Clásico (Mecanista o Newtoniano) * En el Renacimiento se genero un gran desafió total a la concepción que los aristotélicos dabanal universo (teoría geocéntrica), encontrándose su máxima expresión en Nicolás Copernico (1473-1543), quien estableció su teoría heliocéntrica (el Sol en el centro del universo), en la cual al Tierra,junto con los otros planetas, gira alrededor del Sol. * Galileo, sentó las bases de esta revolución científica al proponer que todo conocimiento de lanaturaleza debería establecerse por la experimentación, reproduciendo el fenómeno de maneracontrolada (midiéndola y cuantificándola). * Johannes Kepler (1571-1630) demostró que los planetas giran describiendo una elipse y que elsol se encuentra en uno de los focos. A su vez Galileo Galilei (1564-1642) mostró argumentos, conbase en las observaciones hechas del Sol, a favor del movimiento de la Tierra. * En este proceso participaron los más grandes talentos de la época, la cual culmina con laformulación de los Principios Matemáticos de la Filosofía Natural de Isaac Newton. En esta obraes considerada como un tratado mecánico-matemático, que represento la base para el desarrollode la estructura de la física y de la ciencia en general. La contemplación Aristotélica cedió su lugara las causas mecánicas de Newton.

description

La Fisica Antes de Los Griegos Ary

Transcript of La Fisica Antes de Los Griegos Ary

Page 1: La Fisica Antes de Los Griegos Ary

 

LA FISICA ANTES DE LOS GRIEGOSAristóteles llamaba movimiento natural al que realizaba un objeto para regresara su estadonatural (el reposo).*La teoría aristotélica empezó a tener contradicciones al explicar algunos problemas típicos dela época.El Modelo Clásico (Mecanista o Newtoniano)*En el Renacimiento se genero un gran desafió total a la concepción que los aristotélicos dabanal universo (teoría geocéntrica), encontrándose su máxima expresión en Nicolás Copernico (1473-1543), quien estableció su teoría heliocéntrica (el Sol en el centro del universo), en la cual al Tierra,junto con los otros planetas, gira alrededor del Sol.*Galileo, sentó las bases de esta  revolución científica al proponer que todo conocimiento de lanaturaleza debería establecerse por la experimentación, reproduciendo el fenómeno de maneracontrolada (midiéndola y cuantificándola).*Johannes Kepler (1571-1630) demostró que los planetas giran describiendo una elipse y que elsol se encuentra en uno de los focos. A su vez Galileo Galilei (1564-1642) mostró argumentos, conbase en las observaciones hechas del Sol, a favor del movimiento de la Tierra.*En este proceso participaron los más grandes talentos de la época, la cual culmina con laformulación de los Principios Matemáticos de la Filosofía Natural de Isaac Newton. En esta obraes considerada como un tratado mecánico-matemático, que represento la base para el desarrollode la estructura de la física y de la ciencia en general. La contemplación Aristotélica cedió su lugara las causas mecánicas de Newton.*En los trabajos de Newton se llega pro inducción, de los casos particulares a las leyesgenerales, y de estas, por deducción, a casos particulares. Mediante este procedimiento logroestablecer la Ley de la Gravitación Universal.http://html.rincondelvago.com/fisica-clasica-y-moderna.htmlFÍSICA CLÁSICASe denomina física clásica a la física basada en los principios previos a la aparición de la físicacuántica. Incluyen estudios del electromagnetismo, óptica, mecánica y dinámica de fluidos, entreotras. La física clásica se considera determinista (aunque no necesariamente computable ocomputacionalmente

Page 2: La Fisica Antes de Los Griegos Ary

predictible), en el sentido de que el estado de un sistema cerrado en elfuturo depende exclusivamente del estado del sistema en el momento actual. Algunas veces se reserva el nombre física clásica para la física prerrelativista, sin embargo, desdeel punto de vista teórico la teoría de la relatividad introduce supuestos menos radicales que losque subyacen a la teoría cuántica. Por esa razón resulta conveniente desde un punto de vistametodológico considerar en conjunto las teorías físicas no-cuánticas.Dentro de la categoría de la física clásica se incluyen:*Mecánica Clásica:*Leyes del movimiento de Newton.*Los formalismos clásicos Lagrangianos y Hamiltonianos.*La mecánica de medios continuos que incluye la mecánica de sólidos y la mecánica de fluidos.*Termodinámica clásica.*Teoría clásica de campos:*Electrodinámica Clásica (ecuaciones de Maxwell).*Teoría General de la Relatividad*Teoría de la Relatividad Especial.*Teoría del Caos clásica y dinámica no lineal general.Matemáticamente, la física clásica es aquella en cuyas ecuaciones no aparece la constante dePlanck.Asunciones básicasAunque la mecánica prerrelativista y la mecánica relativista difieren en algunos supuestos básicos,aún así comparten entre sí algunas asunciones básicas que comparten la mecánica prerrelativista yla mecánica relativsta pero no la mecánica cuántica son:1. Objetividad de las magnitudes físicas, según la cual magnitudes como la posición, el momentolineal, la velocidad, el momento angular, etc. pre-existen con independecia del observador ytienen un valor bien definido para cada instante del tiempo.2. Determinismo de la evolución temporal del sistema, que implica que los valores de lasmagnitudes físicas del sistema satifacen ecuaciones diferenciales bien definidas de tal manera queconocidos los valores iniciales puede predecirse el valor de dichas magnnitudes en el futuro apartir de las ecuaciones diferenciales.Límite de validez

Page 3: La Fisica Antes de Los Griegos Ary

 En la inmensa mayoría de aplicaciones prácticas del mundo macroscópico no hay restricciones dela aplicación de la física clásica y sus principios, ya que son muy pocos los sistemas que realmenterequieren un tratamiento cuántico o relativista. Sin embargo, al tratar con átomos aislados omoléculas, las leyes de la física clásica no describen correctamente esos sistemas. Incluso la teoríaclásica de la radiación electromagnética es, de alguna manera, limitada en su capacidad deproveer descripciones correctas, dado que la luz es inherentemente un fenómeno cuántico. Alcontrario que la física cuántica, la clásica se caracteriza, generalmente, por un principio decompleto determinismo.El paradigma actual principal de la física es que las leyes fundamentales de la naturaleza son lasleyes de la física cuántica y la teoría clásica es la aplicación de las leyes cuánticas al mundomacroscópico. Aunque en la actualidad esta teoría es más asumida que probada, uno de loscampos de investigación más activos es la correspondencia clásica-cuántica. Este campo de lainvestigación se centra en descubrir cómo las leyes de la física cuántica producen física clásica enel límite del mundo macroscópico.

LA FISICA DURANTE LOS GRIEGOS

Se conoce que la mayoria de civilizaciones de la antigüedad trataron desde un principio de explicar el funcionamiento de su entorno, miraban las estrellas y pensaban como ellas podian regir su mundo. Esto llevo a muchas interpretaciones de caracter mas filosofico que fisico, no en vano en esos momentos de la fisica se le llamaba filosofia natural.Muchos filosofos se encuentran en el desarrollo primigenio de la fisica, como

Page 4: La Fisica Antes de Los Griegos Ary

Aristoteles, Tales de Mileto o Democrito, por ser los primeros en tratar de buscar algun tipo de explicacion a los fenomenos que los rodeaban.

A pesar de que las teorias descriptivas del universo que dejaron estos pensadores eran erradas, estas tuvieron validez por mucho tiempo, casi dos mil años, en parte por la aceptacion de la iglesia catolica de varios de sus preceptos como la teoria geocentrica o las tesis de Aristoteles.

1.- Heraclito (c.540-c. 475 a.C)Filosofo griego, quien sostenia que el fuego era el origen primordial de la materia y que el mundo entero se encontraba en un estado constante de cambio.

2.- Leucipo (c.450-370 a.C)Filosofo griego, es reconocido como creador de la Teoria atomica

3.- Democrito (c.460 a.C - 370 a.C)Filosofo griego que desarrollo la teoria atomica del universo.

4.- Aristarco de Samos (310 - 230 a.C)Astronomo griego, fue el primero en afirmar que la tierra giraba alrededor del Sol.

5.- Arquimides (287 - 212 a.C)Arquimides definio la ley de la palanca, se le conoce como el inventor de la polea compuesta. Su famosa frase "Dadme un punto de apoyo y movere la Tierra"Descubrio la Ley de la Hidrostatica, el llamado principio de Arquimides, establece que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta una perdida de peso igual al peso del volumen del fluido que desaloja.

FISICA EN LA EDAD MEDIADurante el siglo XIII, las universidades medievales fundadas en Europa por las ordenes monasticas, no registraron grandes avances para la fisica y otras ciencias. Esto quiere decir que durante este periodo historico se produjeron pocos avances.Sabios como Averroes o Ibn al-Nafis, conservaron muchos tratados cientificos heredados de la Grecia clasica.

Page 5: La Fisica Antes de Los Griegos Ary

Los Comienzos.

Durante la antigüedad, los chinos, babilonios, mayas y egipcios se dedicaron a observar los movimientos planetarios; sin embargo, no fueron capaces de concluir por que se producian.Mas tarde, los filosofos griegos sacaron a la luz dos ideassobre los elementos que componen el Universo, que se convertirian en algo trascendental. Durante la Edad Media no se observaron grandes adelantos cientificos en el campo de la fisica; sin embargo, despues del Renacimiento, a fines del siglo XVI y comienzos del XVII, cuatro astronomos fueron los responsables de interpretar el movimiento de los cuerpos celestes, convirtiendose en los mas famosos fisicos de la historia:

1.- Nicolas Copernico: Puso el sistema heliocentrico, en que todos los planetas, incluida la Tierra, giraban alrededor del Sol.

2.- Tycho Brahe: Concluyo que eran cinco los planetas que giraban en torno al Sol (Mercurio, Venus, Marte, Jupiter y Saturno) y que, a su vez, este nuevo sistema solar giraba alrededor de la Tierra.

3.- Galileo Galilei: Astronomo, fisico y matematico italiano. Sus investigaciones sobre las leyes de la naturaleza constituyen los fundamentos de la ciencia experimental moderna. Entre otras cosas, demostro que los objetos se demoran al mismo tiempo en caer, independientemente de su masa, y que su velocidad aumenta uniformemente con el tiempo de caida.

4.- Isaac Newton: Fue uno de los grandes fisicos de la historia. Sus tres leyes del movimiento fueron un aporte trascendental y la base de la fisica dinamica.

LA FISICA EN EL RENACIMIENTO

Page 6: La Fisica Antes de Los Griegos Ary

Los estudiosos señalan que la ciencia moderna surgió tras el Renacimiento (siglo XVI y comienzos del XVII). El hito que justifica lo anterior es el logro de cuatro astrónomos destacados que lograron interpretar de manera muy satisfactoria el comportamiento de los cuerpos celestes. Nicolás Copérnico propuso un sistema heliocéntrico, en el que los planetas giran alrededor del Sol, pero el detalle era que él pensaba que las órbitas planetarias eran circulares. Tycho Brahe, astrónomo danés, adoptó una fórmula de compromiso entre los sistemas de Copérnico y Tolomeo, según su fórmula los planetas giraban en torno al Sol, mientras que el Sol giraba alrededor de la Tierra.

Tycho Brahe

Las medidas tomadas por Brahe permitieron a su ayudante Johannes Kepler obtener los datos suficientes para atacar al sistema de Tolomeo y enunciar tres leyes que se ajustaban a una teoría heliocéntrica modificada. Otro hombre clave de la época es Galileo. Él había oído hablar de la invención del telescopio y construyó uno. Con el telescopio en 1609 pudo confirmar el sistema heliocéntrico observando las fases del planeta Venus. También descubrió las irregularidades en la superficie de la Luna, los cuatro satélites de Júpiter más brillantes, las manchas solares y muchas estrellas de la Vía Láctea.

Galileo GalileiLos descubrimientos astronómicos de Galileo y sus trabajos sobre mecánica precedieron la obra del matemático y físico británico del siglo XVII Isaac Newton, uno de los científicos más grandes de la historia.Isaac Newton

Page 7: La Fisica Antes de Los Griegos Ary

Isaac Newton, cuando apenas tenía 23 años, desarrolló los principios de la mecánica, formuló la ley de la gravitación universal, separó la luz blanca en sus colores constituyentes e inventó el cálculo diferencial e integral.

Todas sus contribuciones permitieron cubrir una amplia gama de fenómenos naturales. Es decir, que gracias al aporte de Newton se demostraron que tanto las leyes de Kepler, sobre el movimiento planetario, como los descubrimientos de Galileo, sobre la caída de los cuerpos, se deducen de la segunda ley del movimiento (segunda ley de Newton) combinada con la ley de la gravitación.

Newton también fue capaz de explicar el efecto de la Luna sobre las mareas, así como la precesión de los equinoccios

PERIODO CLASICOEste periodo de la física tuvo como expositor principal al físico Issac

Newton, quien la dividió en distintas ramas las cuales son la siguientes:

Magnética: Se dedica al estudio del magnetismo de la materia, el ejemplo mas claro es el imán con otro metal.

Eléctrica: Estudia la electricidad de los cuerpos. Óptica: Estudia la luz, su comportamiento y su movimiento. Acústica: Indaga el sonido y la forma de propagación Térmica: Se dedica al estudio de la temperatura, la forma en que

afecta a otro cuerpo y la reacción que tiene el cuerpo ante ese fenómeno.

Dinámica: Se dedica al estudio de la fuerza que ejerce un cuerpo. Mecánica: Estudia a un cuerpo en moviendo, el estado de reposo

del mismo y el de fuerza que tiene dicho cuerpo. esta a su vez se derivan otras tres principales ramas. Cinética, Estática y Potencial

PERIODO MODERNO

Page 8: La Fisica Antes de Los Griegos Ary

También conocida como Física Quántica. El segundo periodo de la fisica tuvo como expositor a el físico matemático Albert Einstein, para su mejor estudio la dividió en:

Quántica: Estudia el movimiento que realizan las partículas pequeñas.

Electromagnética: Indaga las electricidad y la magneticidad de los microcuerpos de la materia.

Relativista: Estudia y Analiza como el Movimiento y la Gravedad afectan las propiedades de Espacio y Gravedad

LA FISICA EN EL PERIODO MODERNO

Física moderna (desde 1890 a la fecha).Las grandes generalizaciones y correlacionadas encontradas en física teórica y los refinamientos de las mediciones en física experimental durante el siglo XIX, especialmente en su última parte, colocaron a la ciencia en una posición estratégica con respecto a la actividad tecnológica e industrial que entonces comenzaba. La economía mundial estaba destinada a recibir su impacto, pues aun ahora la industria no ha llegado a agotar las aplicaciones de la física clásica, aun teniendo en cuenta de que la física moderna ocupa un lugar muy importante en la escena tecnológica. Por supuesto, nos referimos a la electrónica, la televisión, la energía atómica, etc., todas ellas desconocidas antes de 1890.La física clásica o física newtoniana es, sin embargo, la que constituye la parte principal de los programas de física en los colegios actuales especialmente en aquellos donde los estudiantes llevan una carrera en alguna de las ramas de la ingeniería. Esto se debe a que la llamada física nueva, desarrollada en el cuarto periodo no puede comprenderse sin un conocimiento profundo de la física clásica.Aunque las realizaciones del siglo XI fueron destacadas, no debe creerse que se había llegado a la perfección: existían algunas brechas aquí y allá y también ciertas incongruencias. Por ejemplo, la teoría electromagnética de la luz era magnífica, pero para que existieran ondas electromagnéticas era necesario postular la presencia de un medio, el éter luminífero. Desgraciadamente nadie pudo encontrar una evidencia tangible de la existencia de este medio. El estudio de la radiación del calor tampoco estaba bien fundamentado. Por otra parte, descubrimientos recientes en electricidad -como el efecto fotoeléctrico donde por la acción de la luz se produce una corriente eléctrica- eran incompatibles con la teoría de la luz de Maxwell. Sin embargo, todas estas dificultades se consideraban como de poca importancia comparada con el éxito general de la física

Page 9: La Fisica Antes de Los Griegos Ary

newtoniana. Se creía que más pronto o más tarde todo se arreglaría y que la física era semejante a un rompecabezas completo, excepto por unas pocas piezas.En realidad, las dificultades se volvieron enormes cuando los físicos concentraron su atención en ellas, viéndose finalmente obligados a tomar puntos de vista completamente nuevos, como los utilizados en la teoría cuántica y en la relatividad; pero esto no sucedió hasta que una serie de descubrimientos se realizaron: el aislamiento del electrón, el descubrimiento de la radiactividad y de los rayos X y la formulación del concepto de la estructura eléctrica de la materia, que fueron todos explicados por los nuevos puntos de vista. Crookes (1832-1919) descubrió los rayos catódicos en 1878 y Thomson (1856-1940) explicó su naturaleza formada por partículas cargadas eléctricamente con signo negativo llamadas electrones. Como esto aconteció entre 1890 y 1897 estas fechas se toman como el principio de la era electrónica, aunque Stoney (1826-1911) sugirió el nombre "electrón", tan temprano como 1874. Lorentz (1853-1928) en 1895 formuló una teoría electrónica de la materia, que postulaba que los electrones en vibración originaban las radiaciones electromagnéticas predichas por Maxwell y descubiertas en 1888 por Hertz (1857-1894).También en 1895, Roentgen (1845-1923) descubrió los rayos X y en 1896 Becquerel (1852-1908) descubrió la radiactividad. Estos descubrimientos fueron seguidos en 1898 por el aislamiento del polonio y del radio por P. Curie (1859-1906) y M. Curie (186 1 7-1934).El año de 1900 se señala por la introducción de la teoría cuántica por Planck (1858-1947) seguida por la teoría de la relatividad en 1905 por Einstein (1870-1955). Estas dos teorías fueron la base para muchos adelantos, porque dieron nuevos puntos de vista para explicar los fenómenos naturales.Estas teorías conmovieron en sus cimientos a la filosofía de la física y dieron la llave para la solución de varios problemas propuestos en el periodo precedente. La teoría cuántica explicó la radiación del calor y el efecto fotoeléctrico casi inmediatamente. La teoría de la relatividad fue más allá que la mecánica newtoniana en la explicación de ciertos fenómenos asociados con la materia -tales como electrones, átomos y moléculas-, moviéndose a muy grandes velocidades; también dio una explicación de la falla del experimento de Michelson-Morely (1887) para determinar la velocidad con que se mueve la Tierra con relación al éter luminífero. Aunque estas teorías fueron recibidas por los físicos con muy poco interés, gradualmente se establecieron a pesar de alterar tanto su modo de pensar, que sólo un par de generaciones atrás confesaban su imposibilidad para reconciliar algunos de sus postulados con la física clásica o aun con el sentido común. En realidad, gran parte de las nuevas teorías físicas sólo pueden expresarse matemáticamente, pero la mayoría de los físicos actuales consideran razonables los resultados de la teoría cuántica y de la teoría de la relatividadPor 1911 se prestó mucho interés al campo de la física conocido como física atómica. Rutherford (1871-1937), con la ayuda de muchos colaboradores trabajando durante varios

Page 10: La Fisica Antes de Los Griegos Ary

años, estableció finalmente el concepto del átomo nuclear. Bohr (1885-1962) ideó un modelo del átomo en 1913 semejante al sistema solar, y a sus planetas. Este átomo planetario consistiendo en un núcleo cargado positivamente, rodeado de electrones con carga negativa, es bastante conocido. Aunque en la actualidad esta representación se ha reemplazado más o menos por otra matemática, en la mente de los físicos teóricos muchos de los lineamientos del átomo de Bohr aún son útiles, especialmente en las explicaciones elementales de los fenómenos atómicos.Para el no iniciado esta última frase puede parecer extraña, preguntándose quizá cómo puede aceptarse una representación si no es correcta. Este es un ejemplo del moderno punto de vista de la física y de su relación con el sentido común. La física cuántica y la relativista han preparado a la mente de los físicos para apreciar cuan compleja es en realidad la naturaleza y cuan lejos del sentido común se encuentra el mundo de los átomos y de los electrones. Recordaremos que las explicaciones son sólo relativas a los conocimientos del estudiante; así lo que para un estudiante elemental es una explicación perfectamente satisfactoria, no es apropiada para el estudiante adelantado; o dicho de otro modo: hay muchas maneras de explicar cualquier cosa. No se trata de saber cuál es la correcta, sino más bien cuál es la mejor para el propósito deseado, es decir, será la mejor explicación cuando necesite un mínimo de suposiciones. Así quizá se aclare por qué la nueva física ha confundido a las viejas generaciones.Muchos nombres deben ser mencionados en relación con la física atómica, pero en este breve sumario sólo unos pocos parecen adecuados. W. H. Bragg (1862-1942), Aston (1877-1945), C. T. R. Wilson (1869-1959), y Millikan (1868-1953) fueron físicos que adquirieron fama antes de 1920. Por supuesto, no haremos distinción entre la física atómica y la electrónica; además esta lista dista mucho de estar completa.Durante la década de 1920 se hicieron grandes adelantos en la electrónica, en espectroscopia y en física nuclear, aunque en todos los campos la investigación aumentó extraordinariamente después de la Primera Guerra Mundial. A. H. Cumpton (1892-1962) prácticamente quitó las últimas dudas sobre la teoría cuántica en 1923 con sus experimentos con rayos X. De Broglie (1892- ) introdujo el concepto de mecánica ondulatoria en 1924; Heisenberg (1901-), Dirac (1902-) y Schrödinger (1887-1961) desarrollaron este campo entre 1921 y 1926. Davisson (1881-1958), en los Estados Unidos, y C. P. Thomson (1892-), en Inglaterra, encontraron la evidencia experimental de la naturaleza ondulatoria del electrón en 1927 y 1928.En 1932, Chadwick (1891-) descubrió el neutrón, una partícula fundamental que no tiene carga eléctrica, y Anderson (1905-) descubrió el electrón positivo llamado positrón. Lawrence (1901-1958) inventó el ciclotrón en ese mismo año, Joliot (1900- ) y su esposa Iréne Curie-joliot (1897-1956) descubrieron en 1934 la radiactividad artificial. Fermi (1901-1954) y otros produjeron la radiactividad artificial por captura de neutrones. Hahn

Page 11: La Fisica Antes de Los Griegos Ary

(1879- ) en 1938 descubrió la fisión del uranio, la cual fue el fundamento de la bomba atómica de 1945.Actualmente la investigación no se lleva a cabo por físicos aislados; ésta es la edad de la investigación en equipos y en muchos de los descubrimientos anotados anteriormente sólo los que encabezan la investigación han sido mencionados; seguramente centenares de otras personas han contribuido sin que nunca hayan recibido reconocimiento por su trabajo.

EXPERIMENTOS CRUSIALES1. 1. RECOPILADO Y EDITADO POR: AURORA GUADALUPE ALFONZO

SANTIAGO FUNDAMENTOS DE FÍSICA EXPERIMENTOS CRUCIALES2. 2. FUNDAMENTOS DE FÍSICA 1 de ene. 1 EXPERIMENTOS CRUCIALES

EN LA EVOLUCIÓN DE LA FÍSICA A continuación se presentan algunos de los muchos experimentos de que contribuyeron a la evolución de la física. Eratóstenes Es conocido en el mundo científico por haber calculado la circunferencia de la Tierra. Esto, hoy en día, puede parecer un cálculo fácil pero en el siglo III a.C. fue una tarea muy complicada. Para empezar es increíble que tan solo sabiendo que en Asuán había un día al año en el cual no había sombra, y que Alejandría y Asuán estaban en línea recta a Eratóstenes se le ocurriese que era posible realizar este cálculo. Los únicos datos que le faltaban a este matemático eran: la distancia entre Asuán y Alejandría, y la sombra que producía el sol en Alejandría cuando en Asuán no hubiese sombra. Para calcular la distancia entre Alejandría y Asuán le pidió a uno amigos suyos mercaderes que cuando sus caravanas realizaran este trayecto, fueran midiendo la distancia ya puede ser contando las vueltas que daba la rueda o tirando cuerdas. Una vez sus amigos mercaderes le dieron esta distancia y realizó la media le salió 5 000 estadios.

3. 3. FUNDAMENTOS DE FÍSICA 1 de ene. 2 El día de la fiesta de Asuán midió la sombra que formaba un palo colocado perpendicularmente en los jardines de la Universidad de Alejandría. Se intuye que en esta época ya se conocía la trigonometría porque supo calcular el grado de la sombra que este formaba. Le salió 7.2° (la cincuentava parte de un giro de 360°). Finalmente una vez conocidos estos 2 datos pensó que la circunferencia de la Tierra tendría que estar en la misma proporción. Galileo Galilei Galileo Galilei experimentó con la caída libre de los cuerpos en contra de lo que planteaba Aristóteles que creía que los objetos más pesados caían más de prisa que los ligeros. Según la historia, dejó caer dos cuerpos de diferente masa desde la torre de pisa y observó que caían al mismo tiempo con lo que llegó a la conclusión, de que los objetos se aceleran

Page 12: La Fisica Antes de Los Griegos Ary

independientemente de su masa, también realizó experimentos sobre el plano inclinado y razonó que la gravedad ya no hacía efecto sobre una bola que dejaba caer para que esta continuara acelerando su movimiento; en lugar, el efecto de la gravedad era uniforme, o constante, y la bola de billar ahora continuó idealmente moviéndose en una línea recta, con un movimiento uniformemente constante. Éste, en efecto, era una de las observaciones importantes de Galileo sobre el movimiento, y es una versión de la ley de la inercia.

4. 4. FUNDAMENTOS DE FÍSICA 1 de ene. 3 Isaac Newton Descompuso la luz solar mediante un prisma, el saber común sostenía que la luz blanca era la forma más pura (según Aristóteles) y que la luz coloreada tenía por tanto que ser alterada de alguna forma. Para probar esta hipótesis, Newton dirigió un haz de luz solar a través de un prisma de cristal y mostró que esta se descomponía en un fundido espectral sobre la pared. La gente ya conocía los arcos iris, por supuesto, pero eran considerados sólo como preciosas aberraciones. En realidad, Newton concluyó, que eran esos colores rojo, naranja, amarillo, verde, azul, añil, violeta y las graduaciones intermedias los que eran fundamentales. Lo que parecía simple en su superficie, un haz de luz blanca, era bellamente complejo si uno lo miraba más detenidamente. León Foucault El físico francés León Foucault demostró la rotación de la Tierra con la ayuda de un péndulo que colgaba de la cúpula del Panteón de París. Desde el techo hizo colgar un cable de 67 metros de largo y de él una bala de cañón de 26 kg en cuya base había pegado un estilete. El péndulo oscilaba lentamente y en cada oscilación, el estilete trazaba una

5. 5. FUNDAMENTOS DE FÍSICA 1 de ene. 4 línea en la fina arena que cubría el suelo. Con el tiempo, el péndulo fue cambiando de dirección dejando constancia de ello en las marcas sobre la arena. Dado que un péndulo se mueve siempre en el mismo plano, sólo cabía una explicación. Era la Tierra la que se movía. La audiencia observó con pavor como el péndulo inexplicablemente parecía rotar, dejando un trazo ligeramente distinto en cada balanceo. En realidad era el suelo del Panteón el que estaba ligeramente en movimiento, y Foucault había demostrado, de una forma más convincente que nunca, que la tierra gira sobre su eje. En la latitud de París, el trazo del péndulo completaría una rotación completa en el sentido horario cada 30 horas; en el hemisferio sur rotaría en sentido anti horario, y en el ecuador no rotaría nada. En el Polo Sur, como han confirmado los científicos de la era moderna, el periodo de rotación es de 24 horas. Millikan Midió la unidad de carga eléctrica. El físico estadounidense Robert Millikan consiguió medir la carga del electrón estudiando el movimiento de pequeñísimas gotas de aceite. Utilizando el difusor de un frasco de perfume, Millikan introdujo diminutas gotitas de aceite entre dos placas cargadas eléctricamente. Las gotas que no tenían carga eléctrica caían lentamente por su propio peso pero cuando adquirían carga negativa, Millikan

6. 6. FUNDAMENTOS DE FÍSICA 1 de ene. 5 lograba mantenerlas en suspensión modificando el campo eléctrico de las placas. Así, midiendo la

Page 13: La Fisica Antes de Los Griegos Ary

carga de muchas gotas, una tras otra, llegó a la conclusión de que había una carga mínima que logró cuantificar. Esa carga es la de un electrón. Rutherford Descubrimiento el núcleo atómico. En 1911 se pensaba que los átomos consistían en bolitas uniformes de carga positiva con electrones inmersos en ellas. Pero cuando Ernest Rutherford y sus ayudantes bombardearon una fina lámina de oro con partículas alfa descubrieron sorprendidos que algunas de ellas rebotaban como si hubieran chocado contra un núcleo pequeño y denso. Tras estos resultados Rutherford llegó a la conclusión de que la masa del átomo debía estar concentrada en un pequeño espacio, ahora llamado núcleo, con los 

TEXTOS CLASICOSUno de los principales libros es el de PRINCIPIA MATHEMATICA elaborado por Isaac Newton y este nos habla de:Éste es el resumen de seis segmentos del “Principia” de Isaac Newton, estas partes son, definiciones, axiomas, un fragmento del Libro Primero y del Libro Segundo con su escolio, otro segmento del Libro Tercero y el escolio general.El libro comienza con un conjunto de definiciones de los conceptos que va a utilizar. Define materia, cantidad de movimiento, fuerza ínsita de la materia,fuerza impresa, fuerza centrípeta, cantidad absoluta de una fuerza, cantidad acelerativa de una fuerza y cantidad motriz de una fuerza. Define la materia como la cantidad surgida de su densidad y magnitud. La cantidad de movimiento como la medida surgida de la velocidad y cantidad de materia. La cantidad motriz de una fuerza centrípeta como la medida proporcional al movimiento que genera en un tiempo dado. Le sigue a las definiciones un pequeño escolio en donde expone la importancia del tiempo y el espacio absoluto. Newton dice “…será conveniente distinguir allí entre lo absoluto y lo relativo, lo verdadero y lo aparente, lomatemático y lo vulgar.” Comenta que se puede distinguir de un movimiento absoluto a uno relativo, ya que el movimiento absoluto solo se puede cambiar al imprimirle una fuerza, y el relativo puede cambiar si se mueven los cuerpos con los cuales se está comparando. Termina diciendo que el fin de este trabajo es deducir los verdaderos movimientos a partir de los aparentes y viceversa.La parte de axiomas o leyes del movimiento comienza indicándonos las famosas tres leyes de Newton.Primera ley: Todos los cuerpos perseveran en su estado de reposo o de movimiento uniforme en línea recta, salvo que se vean forzados a cambiar ese estado por fuerzas impresas.Segunda ley: El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa, y se hace en la dirección de la línea recta en la que se imprime esa fuerza.

Page 14: La Fisica Antes de Los Griegos Ary

Tercera ley: Para toda acción hay siempre una reacción opuesta e igual. Las acciones recíprocas de dos cuerpos entre sí son siempre iguales y dirigidas hacia partes contrarias.A estas leyes le siguen una lista de corolarios en donde explica; cómo sumar fuerzas, cómo es que una fuerza se puede separar en dos componentes, la conservación de momento de un sistema y la conservación del momento del centro de masa de un sistema, que aunque no demuestra dice que lo hace en el Lema XXIII.Esta sección también termina con un escolio, en el que indica no ser el autor de estas leyes ya que son “principios aceptado por los matemáticos”. Le da el crédito a Galileo que trabajó con proyectiles y movimiento parabólico, y a Wren,Wallis y Huygens, “los mejores geómetras de nuestro tiempo”, que trabajaron con impactos. Explica una serie de experimentos para mostrar la certeza de las leyes.El segmento del Libro primero está compuesto por una serie de lemas matemáticos. En los primeros está interesado en aproximar áreas con paralelogramos y afirma que “la suma última de esos paralelogramos evanescentes coincidirá en todas las partes con la figura curvilínea.” En lemas siguientes trabaja con arcos y cuerdas que se aproximan a tangentes y asevera que su última razón es la igualdad.La parte del Libro Segundo también llamado, El Movimiento de los Cuerpos en Medios Resistentes, contiene dos secciones, en la primera se ocupa del el movimiento de cuerpos que son resistidos en la razón de la velocidad”, al principio hay un teorema de cuanto movimiento pierden estos cuerpos, seguida de la explicación del movimiento de un cuerpo en descenso con esta resistencia. En un corolario explica que la velocidad alcanza un máximo. La sección II trata “sobre el movimiento de los cuerpos que son resistidos como el cuadrado de su velocidad”, y contiene teoremas similares a los anteriores. Sin embargo en el escolio de la primera sección señala que éstas son más hipótesis matemáticas que físicas.En la última parte del Libro Segundo explica por qué es errónea la representación con vórtices del sistema solar, ya que los vórtices jamás se pueden mover en elipses. Esta parte también es una introducción al Libro Tercero ya que ahí si explicará de forma completa el problema de los planetas.Al principio del Libro Tercero Newton escribe que los libros anteriores son la herramienta matemática para poder explicar el libro tercero, y que si alguien va a leer este libro tiene que estar familiarizado con los principios precedentes. Después de explicar que se necesita la herramienta matemática de los dos primeros libros, denota la importancia de los experimentos, dice “las cualidades de los cuerpos sólo son conocidas por experimentos…no debemos abandonar la evidencia de los experimentos”. Después explica que de la observación podemos deducir propiedades universales, ya que todas las cosas que conocemos gravitan,“debemos como consecuencia de esta regla admitir universalmente que todos los cuerpos sin excepción están dotados de un principio de gravitación.”Ya que manifestó la importancia de las observaciones, escribe una parte que se llama Fenómenos, que está llena de datos experimentales de los planetas. Le siguen una colección de teoremas que utiliza las demostraciones de los libros anteriores y no incluye casi nada de matemáticas. Se encuentran propiedades de

Page 15: La Fisica Antes de Los Griegos Ary

la gravitación, como que la gravitación es proporcional a las cantidades de materia; que los pesos de los cuerpos no dependen de su forma, y que la gravedad es inversamente proporcional al cuadrado de las distancias. Al final de esta sección demuestra que los planetas se mueven en elipses.Otro texto importante es el de SIDERIUS NUNCIUS elaborado por Galileo Galilei este habla de:Sidereus Nuncius (conocido como Mensajero sideral, y también bajo la acepción de Mensaje sideral) es un tratado corto escrito en Latín por Galileo Galilei y publicado en Venecia en marzo de 1610. Fue el primer tratado científico basado en observaciones astronómicas realizadas con un telescopio. Contiene los resultados de las observaciones iniciales de la Luna, las estrellas y las lunas deJúpiter. Su publicación se considera el origen de la moderna astronomía y provocó el colapso de la teoría geocéntrica.En sus observaciones de la Luna Galileo observó que la línea que separa el día de la noche (terminador) poseía irregularidades en las áreas brillantes siendo mucho más suave en las zonas oscuras. De estas observaciones dedujo que las regiones oscuras son planas y de poca altitud, mientras que las regiones brillantes estarían cubiertas por irregularidades orográficas. A partir de la distancia de las montañas iluminadas cerca del terminador estimó que su altura era cercana a los 6 km contradiciendo la establecida cosmología aristotélicaque afirmaba que los cielos son perfectos y los cuerpos celestes esferas perfectas.Observando las estrellas Galileo descubrió más de diez veces más estrellas con su telescopio que con el ojo desnudo publicando cartas celestes del cinturón deOrión y de las Pléyades. Cuando observó las estrellas nebulosas descritas en elAlmagesto de Ptolomeo descubrió que en vez de ser regiones nebulares estaban formadas de multitud de estrellas indistinguibles al ojo humano. De este hecho dedujo que las nebulosas y la propia Vía Láctea estaban formadas por conjuntos de estrellas demasiado pequeñas y cercanas para ser identificadas individualmente por el ojo desnudo.Es sin embargo en la última parte del Sidereus Nuncius en la que Galileo muestra sus descubrimientos más importantes. Galileo informa de sus observaciones de cuatro estrellas cercanas a Júpiter y de su movimiento alrededor del planeta. En el Sidereus presenta observaciones de sus posiciones relativas entre enero y marzo de 1610. Del hecho de que estos astros cambiaban su posición relativa noche tras noche conservando siempre la orientación en una misma línea recta dedujo que se trataba de lunas de Júpiter.En la época de la publicación de esta obra Galileo era profesor de matemáticasen la Universidad de Padua. Con el objetivo de ganar el mecenazgo de Cosimo II de Médici, cuarto Gran Duque de la Toscana, dedicó el Sidereus Nuncius a este noble italiano nombrando los cuatro satélites de Júpiter como "Planetas Mediceos". Hoy en día

Page 16: La Fisica Antes de Los Griegos Ary

estos cuerpos se denominan satélites galileanos siendo sus nombres individuales: Io, Europa, Calisto y Ganímedes.Oto escrito es el de Revolutionibus Orbium Coelestium elaborado por Nicolas Coopernico este trata de:De Revolutionibus Orbium Caelestium (Sobre el movimiento de las esferas celestiales) es la obra fundamental del gran astrónomo Nicolás Copérnico(19 de febrero de 1473 - 24 de mayo de 1543). Comenzó a escribirla en1506, terminándola en 1531, aunque no se publicó hasta el año de su muerte, en 1543. Copérnico pensaba que el Sistema Ptolemaico era demasiado complicado, y quería proponer un modelo alternativo más simple y correcto.Dedicada al Papa Pablo III, está dividida en seis volúmenes:El primer volumen contiene una visión general de la teoría heliocéntrica, y una corta explicación de sus ideas del universo.El segundo volumen es teórico y habla de los principios de la astronomía esférica. También contiene una lista de estrellas (para dar una base a los argumentos que se desarrollan en los siguientes volúmenes).El tercer volumen habla principalmente de los movimientos del sol y de lo relacionado con ello.El cuarto volumen contiene descripciones similares de la luna y de sus movimientos orbitales.Los quinto y el sexto volúmenes contienen una explicación del nuevo sistema.De Revolutionibus comienza con un prólogo anónimo en el que se explica que el sistema propuesto constituye una hipótesis matemática para explicar mejor el movimiento de los planetas y otros cuerpos celestes y que no se traduce forzosamente en una realidad. Johannes Kepler mostró que dicho prólogo había sido añadido por el filósofo luterano Andreas Osiander. El principal objetivo del prólogo parecía ser suavizar las controversias religiosas que el cambio de un sistema geocéntrico a un sistema heliocéntrico podía causarhh.

FRONTERAS Y PERSPECTIVAS DE LA FISICA

Page 17: La Fisica Antes de Los Griegos Ary

 La física es una ciencia natural que estudia las propiedades del espacio, el tiempo, la materia y la energía, así como susinteracciones.«La física es una de las más antiguas disciplinas académicas, tal vez la más antigua a través de la inclusión de laastronomía. En los últimos dos milenios, la física había sido considerada sinónimo de la filosofía, la química, y ciertasramas de la matemática y la biología, pero durante la Revolución Científica en el siglo XVII surgió para convertirse en unaciencia moderna, única por derecho propio. Sin embargo, en algunas esferas como la física matemática y la químicacuántica, los límites de la física siguen siendo difíciles de distinguir.»La física es significativa e influyente, no sólo debido a que los avances en la comprensión a menudo se han traducido ennuevas tecnologías, sino también a que las nuevas ideas en la física resuenan con las demás ciencias, las matemáticas y lafilosofía.La física no es sólo una ciencia teórica; es también una ciencia experimental. Como toda ciencia, busca que susconclusiones puedan ser verificables mediante experimentos y que la teoría pueda realizar predicciones de experimentosfuturos. Dada la amplitud del campo de estudio de la física, así como su desarrollo histórico en 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, labiología y la electrónica, además de explicar sus fenómenos.La física, en su intento de describir los fenómenos naturales con exactitud y veracidad, ha llegado a límites impensables:el conocimiento actual abarca la descripción de partículas fundamentales microscópicas, el nacimiento de las estrellas enel universo e incluso conocer con una gran probabilidad lo que aconteció en los primeros instantes del nacimiento denuestro universo, por citar unos pocos campos.Si algo ha caracterizado al siglo XX es el vertiginoso ritmo de los adelantos que se han ido produciendo durante este cortoespacio de tiempo. Hoy, en el inicio de un nuevo milenio, la ciencia anuncia nuevas revoluciones y se enfrenta a retos enlos que la física continúa asumiendo un papel fundamental.La física sigue enfrentándose a grandes retos, tanto de carácter práctico como teórico, a comienzos del siglo XXI. Elestudio de los sistemas complejos dominados por sistemas de ecuaciones no lineales, tal y como la meteorología olaspropiedades cuánticas de los materiales que han posibilitado el desarrollo de nuevos materiales con propiedadessorprendentes. A nivel teórico la astrofísica ofrece una visión del mundo con numerosas preguntas abiertas en todos susfrentes, desde la cosmología hasta la formación planetaria. La física teórica continúa sus intentos de encontrar una teoríafísica capaz de unificar todas las fuerzas en un único formulismo en lo que sería una teoría del todo. Entre las teoríascandidatas debemos citar a la teoría de supercuerdas.

Page 18: La Fisica Antes de Los Griegos Ary