Ana Reyes, Dalia Angulo

La presente revista científica está realizada con el objetivo de

resaltar la importancia de la física en nuestro entorno, ya que 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.

Reitero que la física ha sido fundamental en la evolución del

hombre con ese motivo se ha hecho una recopilación de los temas

más importantes abarcando leyes, conceptos, teorías,

clasificaciones y características de los cuerpos del universo.

Enfatizando en la física nuclear ya que ha sido protagonista de la

evolución así como de la destrucción misma del hombre.

Esta revista tiene el propósito de ayudarte a entender los temas

básicos de la física, como las leyes de movimiento, el universo, tipos

de movimiento y diferentes teorías que han surgido a lo largo del

tiempo.

La física a veces puede parecer un tema muy complicado pero con

las herramientas necesarias podremos comprender un poco más

los temas más importantes o relevantes. Por eso esta revista puede

ser utilizada como herramienta útil para estudiar física general.

Introducción

-Cinemática

Movimiento rectilíneo uniforme

Movimiento rectilíneo uniforme acelerado

Caída libre

Movimiento parabólico

-Física moderna

Teoría de la relatividad

Física nuclear

Radioactividad

-Leyes del movimiento

Ley de inercia

Ley de aceleración

Ley de acción-reacción

Ley de gravitación universal

-El universo

Clasificación de los cuerpos celestes

Agujeros negros

Se le denomina cinemática a una

rama de la física dedicada a estudiar

el movimiento en sí, a diferencia de la

dinámica que estudia las

interacciones que lo producen.

La cinemática se basa en la

descripción del movimiento usando

explicaciones, números y ecuaciones

que incluyen la distancia,

desplazamiento, rapidez, velocidad y

aceleración.

Son los movimientos más sencillos, los que siguen una

línea recta.

Por ejemplo los movimientos de proyectiles

El movimiento rectilíneo uniforme fue

definido, por primera vez, por Galileo en los

siguientes términos: "Por movimiento igual

o uniforme entiendo aquél en el que los

espacios recorridos por un móvil en tiempos iguales, tómense como se

tomen, resultan iguales entre sí", o, dicho de otro modo, es un movimiento

de velocidad v constante.

Es un tipo de movimiento común en la

naturaleza. Por ejemplo cuando una piedra rueda por

el precipicio.

Son cuerpos que se mueven ganando velocidad

con el tiempo de un modo aproximadamente

uniforme; es decir con una aceleración constante.

Este es el significado del movimiento

uniformemente acelerado, el cual “en tiempos iguales,

adquiere iguales incrementos de rapidez”.

En este movimiento la velocidad es variable, nunca permanece constante; lo

que sí es constante es la aceleración.

El movimiento rectilíneo uniformemente acelerado presenta tres

características fundamentales:

La aceleración y la

fuerza resultante sobre

la partícula son

constantes.

La velocidad varía

linealmente respecto del

tiempo.

La posición varía según

una relación cuadrática respecto del tiempo.

La caída libre es aquella donde un objeto es lanzado con una velocidad inicial

igual a cero. En este movimientos el desplazamiento es en una sola dirección

que corresponde al eje vertical (eje "Y").

Todos los cuerpos con este tipo de

movimiento tienen una aceleración dirigida

hacia abajo cuyo valor depende del lugar en

el que se encuentren. Los cuerpos dejados

en caída libre aumentan su velocidad (hacia

abajo) en 9,8 m/s cada segundo.

La aceleración de gravedad es la misma para

todos los objetos y es independiente de las

masas de éstos.

En la caída libre no se tiene en cuenta la

resistencia del aire. Si se desprecia la

resistencia del aire y se supone que

aceleración en caída libre no varía con la altitud, entonces el movimiento

vertical de un objeto que cae libremente es equivalente al movimiento con

aceleración constante.

CAÍDA LIBRE

Movimiento parabólico es el que se lanza y su trayectoria se realiza en forma

de una parábola.

Se corresponde con la trayectoria ideal de un proyectil que se mueve en un

medio que no ofrece resistencia al avance y que está sujeto a un campo

gravitatorio uniforme.

En realidad, cuando se habla de cuerpos que se mueven en un campo

gravitatorio central (como el de La Tierra), el movimiento es elíptico

El movimiento parabólico puede ser analizado como la composición de dos

movimientos rectilíneos: un movimiento rectilíneo uniforme horizontal y un

movimiento rectilíneo uniformemente acelerado vertical.

La física moderna comienza a principios del siglo XX, cuando el alemán Max

Planck investiga sobre el “cuanto” de energía. Planck decía que eran

partículas de energía indivisibles, y que éstas no eran continuas como decía la

física clásica.

La misión final de la física actual es entender la relación que existe entre las

fuerzas que rigen la naturaleza, la gravedad, el electromagnetismo, la fuerza

nuclear fuerte y la fuerza nuclear débil. Comprender y lograr una teoría de

unificación, para así poder entender el

universo y sus partículas.

Se divide en:

La mecánica cuántica

La teoría de la relatividad

¿EN QUÉ CONSISTE LA MECÁNICA

CUÁNTICA?

Los sistemas atómicos y las partículas

elementales no se pueden describir

con las teorías que usamos para

estudiar los cuerpos macroscópicos

(como las rocas, los carros, las casas,

etc.) Esto se debe a un hecho

fundamental respecto al

comportamiento de las partículas y los

átomos que consiste en la

imposibilidad de medir todas sus propiedades simultáneamente de una

manera exacta. Es decir en el mundo de los átomos siempre existe una

Incertidumbre que no puede ser superada. La

mecánica cuántica explica este comportamiento.

La mecánica cuántica

puede explicar la

existencia del átomo y

revelar los misterios de la

estructura atómica, tal

como hoy son entendidos;

fenómenos que no puede

explicar debidamente la

física clásica o más

propiamente la mecánica

clásica.

La mecánica cuántica es el

fundamento de los

estudios del átomo, su

núcleo y las partículas

elementales

LA MECÁNICA CUÁNTICA.

Imagen ilustrativa de la dualidad onda-partícula, en

el que se aprecia cómo un mismo fenómeno puede

ser percibido de dos modos distintos.

Estudia la estructura de los núcleos

atómicos, que contienen la práctica

de la masa de la materia y donde se

producen reacciones que hacen brillar

las estrellas o producen energía. Los

protones y neutrones que forman el

núcleo del átomo se encuentran

unidos por la interacción nuclear, de

corto alcance.

Pero la Física Nuclear no sólo nos

permite responder preguntas sobre

cómo está formada la materia o cómo

ha evolucionado el Universo, sino que recientemente ha permitido el

desarrollo de aplicaciones que van desde las terapias y diagnóstico médicos

mediante técnicas como la tomografía por emisión de positrones (PET) o la

hadronterapia, hasta la generación de energía o el análisis de obras de arte.

En la actualidad, más de la mitad de los aceleradores de partículas repartidos

por el mundo están en hospitales para usarse en Medicina.

La radiactividad (o radioactividad) puede considerarse un fenómeno físico

natural por el cual algunos cuerpos o elementos químicos, llamados

radiactivos, emiten radiaciones que

tienen la propiedad de impresionar

placas fotográficas, ionizar gases,

producir fluorescencia, atravesar

cuerpos opacos a la luz ordinaria, etc.

Debido a esa capacidad, se les suele

denominar radiaciones ionizantes (en

contraste con las no ionizantes).

Las radiaciones emitidas pueden ser

electromagnéticas, en forma de rayos

X o rayos gamma, o bien

corpusculares, como pueden ser

núcleos de helio, electrones o

positrones, protones u otras. En resumen, es un fenómeno que ocurre en los

núcleos de ciertos elementos, que son capaces de transformarse en núcleos

de átomos de otros elementos.

La radiactividad puede ser:

Natural: manifestada por los isótopos que se encuentran en la naturaleza.

Artificial o inducida: manifestada por los radioisótopos producidos en

transformaciones artificiales.

Leyes de mov.

La Primera ley de Newton nos dice que para que un cuerpo altere su

movimiento es necesario que exista algo que provoque dicho cambio. Ese

algo es lo que conocemos como fuerzas. Estas son el resultado de la acción

de unos cuerpos sobre otros.

La inercia es la capacidad que tiene la

materia de mantener su estado de

reposo, o de movimiento rectilíneo

uniforme mientras no exista una

fuerza que actúe sobre ella.

Esta propiedad de la materia se

encuentra expresada en La Primera

Ley de Newton y recibe el nombre de

mecánica, existe también otro tipo

llamado térmica, que se refiere a la

dificultad que tiene un objeto de

cambiar su temperatura.

Entre más difícil sea cambiar el estado de un

objeto, ya sea de temperatura, de reposo o

movimiento rectilíneo uniforme, se dice que

tiene mayo inercia.

Por ejemplo, Si un automóvil frena

repentinamente, un pasajero que no use su

cinturón de seguridad saldrá disparado hacia

adelante debido a la inercia.

La segunda ley del movimiento de Newton dice que “Cuando se aplica una

fuerza a un objeto, éste se acelera. Dicha a aceleración es en dirección a la

fuerza y es proporcional a su intensidad y es inversamente proporcional a la

masa que se mueve”.

Esta ley explica qué

ocurre si sobre un

cuerpo en movimiento

(cuya masa no tiene por

qué ser constante)

actúa una fuerza neta:

la fuerza modificará el

estado de movimiento,

cambiando la velocidad en módulo o dirección.

En concreto, los cambios experimentados en la cantidad de movimiento de

un cuerpo son proporcionales a la fuerza motriz y se desarrollan en la

dirección de esta; esto es, las fuerzas son causas que producen aceleraciones

en los cuerpos

Si un caballo tira de una piedra unida a una cuerda el caballo es igualmente

tirado por la piedra hacia atrás; porque la cuerda, tendiendo por el esfuerzo a

soltarse, tirará del caballo hacia la

piedra tanto como la piedra lo

haga hacia el caballo, e impedirá

el progreso de uno tanto como

avanza el otro.

Si un cuerpo actúa sobre otro con una fuerza (acción), éste reacciona

contra aquél con otra fuerza de igual valor y dirección, pero de sentido

contrario (reacción).

El vuelo de los cohetes espaciales explica

como consecuencia del principio de acción y

reacción. El cohete ejerce una fuerza sobre

sus propios gases de combustión y estas

otras sobre el cohete igual y de sentido

contrario.

Hay que destacar que, aunque los pares de

acción y reacción tengan el mismo valor y

sentidos contrarios, no se anulan entre sí,

puesto que actúan sobre cuerpos distintos.

No hay una fuerza que es antes y otra

que es después. Las dos fuerzas acción-

reacción son simultaneas. Recordemos la

palabra INTERACCIÓN que no tiene estas connotaciones. La interacción es el

conjunto de dos acciones

mutuas y simultaneas.

La fuerza de atracción gravitacional es la fuerza con que la Tierra nos atrae

hacia el suelo, es la culpable de que, al perder el equilibrio, nos vayamos de

bruces al piso.

Newton demostró que la fuerza de la gravedad

tiene la dirección de la recta que une los

centros de los astros y el sentido corresponde

a una atracción.

Es una fuerza

directamente

proporcional al

producto de las

masas que

interactúan e

inversamente proporcional a la distancia que

las separa. La constante de proporcionalidad,

G, se denomina constante de gravitación

universal.

La ley de gravitación universal de Newton dice que un objeto atrae a los

demás con una fuerza que es

directamente proporcional a las masas.

La gravedad se ejerce entre dos objetos

y depende de la distancia que separa sus

centros de masa

LEY DE LA GRAVITACIÓN

UNIVERSAL

El Universo contiene galaxias, cúmulos de galaxias y estructuras de mayor

tamaño llamadas supercúmulos, además de materia intergaláctica. Todavía

no sabemos con exactitud la magnitud del Universo, a pesar de la avanzada

tecnología disponible en la actualidad.

-CLASIFICACION DE CUERPOS

CELESTES

Se clasifican en:

GALAXIAS: conjunto de estrellas (miles

de millones) distribuidas de forma

heterogénea formando cúmulos

estelares.

NEBULOSAS: nubes cósmicas de

gases y polvo, surgidas por la

concentración de polvo interestelar

y que se supone que dan lugar a las

estrellas.

ESTRELLAS: concentraciones de

polvo interestelar cuya

concentración

gravitacional provoca

un aumento de

temperatura que

propicia reacciones

nucleares de fusión

de átomos.

El Universo

AGUJEROS NEGROS: son cuerpos

puntuales con una densidad tan

extraordinariamente alta que la

atracción gravitacional que generan

impide a la luz emitida por ellos salir

de un cierto entorno

PLANETAS: concentraciones de polvo

interestelar que por su masa no

llegarían a alcanzar la

temperatura crítica para

desencadenar las

reacciones nucleares

típicas de las estrellas

SATÉLITES: astros generalmente

pequeños que giran alrededor de los

planetas.

ASTEROIDES: son cuerpos rocosos de

pequeño tamaño que se mueven alrededor

del sol formando un cinturón situado entre

las órbitas de Marte y Júpiter. En ocasiones

escapan de su órbita y son atrapados por la de la Tierra precipitándose

y dando lugar a las estrellas fugaces. La

mayoría se desintegran por el

calentamiento al atravesar la atmósfera

terrestre, pero algunos, los más grandes,

llegan a la superficie constituyendo los

meteoritos.

COMETAS: son cuerpos

que siguen órbitas

enormemente

excéntricas con foco en

el sol. Cuando está lejos

del sol consta sólo de un

cuerpo rocoso y helado.

Al acercarse el calor solar

evapora partículas y

gases de ese núcleo

constituyendo la cabellera.

-AGUJEROS NEGROS

Un agujero negro es una región del espacio en la que la atracción de la

gravedad es tan fuerte que nada puede escapar. Es un "agujero" en el

sentido de que las cosas pueden caer, pero no salir de él. Es "negro" en el

sentido de que ni siquiera la luz puede escapar. Otra forma de decirlo es que

un agujero negro es un objeto para el que la velocidad de escape (la

velocidad requerida para desligarse de él) es mayor que la velocidad de la luz

-- el último "límite de velocidad" en

el universo.

En 1783 un astrónomo aficionado

británico, el Rev. John Mitchell, se

dio cuenta de que las leyes de

gravitación y movimiento de Newton

implicaban que mientras más masivo

es un cuerpo, mayor es la velocidad

de escape. Si usted pudiera de

alguna manera hacer algo unas 500

veces mayor que el Sol, pero con la

misma densidad, razonó, ni siquiera

la luz podría moverse lo suficientemente rápido para escapar y ese "algo"

nunca sería visto. Pero los astrónomos y físicos necesitaron la teoría de la

relatividad general de Einstein, que es la teoría moderna de la gravedad, para

entender la verdadera naturaleza y las características de los agujeros negros.

La frontera de un agujero negro se

llama horizonte de eventos, porque

cualquier evento que suceda en su

interior está oculto para siempre

para alguien que mira desde fuera.

El astrónomo Karl Schwarzchild

demostró que el radio del

horizonte de eventos en kilómetros

es 3 veces la masa expresada en

masas solares; a éste radio se le

llama radio de Schwarschild. El

horizonte de eventos es un filtro unidireccional en el agujero negro: cualquier

cosa puede entrar, pero nada puede salir.

Un agujero negro es un objeto muy simple: tiene sólo tres propiedades,

masa, espín y carga eléctrica. Debido a la manera en la que los agujeros

negros se forman, su carga eléctrica es probablemente cero, lo que los hace

aún más simples. La forma de la materia en un agujero negro no se conoce,

en parte porque está oculta

para el universo externo, y en

parte porque, en teoría, la

materia continuaría colapsando

hasta tener radio cero, un

punto al que los matemáticos

llaman una singularidad, de

densidad infinita ---algo con lo

que no tenemos experiencia

aquí en la Tierra.

En teoría, los agujeros negros vienen en tres tamaños: pequeños ("mini"),

medianos y grandes ("supermasivos"). Hay buena evidencia de que los

agujeros negros de tamaño mediano se forman como despojos de estrellas

masivas que colapsan al final de sus vidas, y de que existen agujeros negros

supermasivos en los núcleos de muchas galaxias --- quizá incluyendo la

nuestra.