La física y los sistemas de unidades
Introducción
Hola, estimados estudiantes. Es un verdadero gusto compartir con todos Ustedes este espacio digital de aprendizaje. Iniciamos con este trayecto formativo. En la primera clase abordaremos los aspectos fundamentales para el estudio de la Física. Primero, debemos comprender que la Física, como disciplina científica, se ocupa del estudio y la comprensión de todos los fenómenos de nuestro entorno que no implican la transformación de la materia. La Física utiliza el método científico para conocer, clasificar y explicar dichos fenómenos. Para su estudio, esta ciencia se divide en dos grandes vertientes: la Física clásica y la Física moderna.
También estudiaremos cuáles son las principales magnitudes que se utilizan para medir en la Física y distinguiremos las fundamentales de las derivadas del Sistema Internacional y del Sistema Inglés Gravitacional. Asimismo, aplicaremos el método del factor unitario para la conversión de unidades.
Desarrollo del tema
La Física y su división
La palabra Física se deriva del vocablo griego physis, cuyo significado es naturaleza. En un primer momento, el vocablo physis hacía referencia a la esencia de las cosas y al principio interno del movimiento (Cendejas D., Hernández B., Sosa V.; 2012: pp. 7-37). Como disciplina, la Física es “la ciencia que estudia las propiedades del espacio, el tiempo, la materia y la energía, así como sus interacciones” (2012: 7). Además, agregamos que la disciplina determina los principios y leyes para poder reproducir aquellos fenómenos en los que no hay cambios en la composición de la materia. La Física se divide por su área de estudio en Clásica y Moderna que, a su vez, se subdividen en varias ramas de acuerdo al objeto de estudio.
Para ampliar tus conocimientos sobre el tema, consulta el texto “Ramas de la Física”. Toma tus respectivas notas acerca del contenido.
Física, ciencia y tecnología y los métodos de investigación
La Física como ciencia ha tenido un gran desarrollo y su impacto en nuestra vida diaria es innegable. Quizá en nuestro entorno resulta más familiar y frecuente escuchar hablar de la Tecnología y no de la Física. Para que la Física, al igual que todas las ciencias, haya logrado niveles insospechados de conocimientos y sus aplicaciones, ha utilizado un método de investigación que la ha orientado en su búsqueda. El siguiente documento te permitirá conocer la relación entre la ciencia y la tecnología, así como el método científico, una serie de pasos que sigue el investigador para acercarse y encontrar el conocimiento.
Magnitudes físicas y su medición. Magnitudes fundamentales y derivadas
Estudia en el siguiente documento cuáles son las magnitudes físicas utilizadas en la Física y cómo se dividen.
Sistema Internacional de unidades
Para su desarrollo, la Física utiliza el Sistema Internacional de unidades (SI), famoso por ser el sistema de unidades más usado en el mundo. Aunque, la Física también hace uso del Sistema Inglés de Unidades (igualmente conocido como Sistema Anglosajón de Unidades o como Sistema Inglés Gravitacional) debido a que es el sistema de unidades que han adoptado países como EUA, Inglaterra y Australia.
En el año de 1960, la Conferencia General de Pesos y Medidas determinó al SI como un sistema único de unidades de medida. Su antecedente inmediato es el Sistema Métrico Decimal, mismo que ha decretado como unidades fundamentales el metro, el kilogramo y el segundo.
Imagen 1. Existen diferentes sistemas de medición. “El sistema métrico de unidades y medidas “John Pickering (1877).
Para ampliar tus conocimientos sobre el tema, consulta el archivo “Sistema Internacional de Unidades”. Toma las notas que creas pertinentes.
Sistema inglés de unidades
El Sistema Inglés de Unidades es un sistema de medición gravitacional que emplea como unidades fundamentales el pie (longitud), la libra (fuerza) y el segundo (tiempo). En este sistema, por ejemplo, la unidad de masa (conocida como slug) es derivada; su expresión es:
y, se define como la cantidad de masa que al aplicarle una libra de fuerza causa una aceleración de:
Con el fin de aprender un poco más sobre estos asuntos, consulta el archivo “Sistema Inglés de Unidades”. Toma tus notas acerca del tema.
Conversión de unidades
Por favor estudia el contenido de este tema en el documento “Conversión de unidades”. Además de explicar el método de conversión del factor unitario, el texto te ayuda en la comprensión de tres ejemplos que te serán útiles para la entender el algoritmo empleado en la conversión de unidades.
Para profundizar en el algoritmo de conversión de unidades, revisa el archivo:
Para finalizar la clase, te solicito estudies los siguientes videos:
Conclusión
Hemos aprendido qué es la Física y su relación con la tecnología, teniendo claro ahora qué es la ciencia y dónde se ubica la Física en el contexto general de las ciencias fácticas o experimentales.
Tenemos ahora claro cuáles son las diferentes magnitudes que se miden en el contexto experimental, las diferentes maneras de medir y distinguimos las magnitudes fundamentales de aquellas que son derivadas, es decir, magnitudes secundarias que se obtienen como una combinación de las fundamentales.
También estudiamos el SI de unidades y el sistema inglés gravitacional e identificamos cuáles son las unidades fundamentales en cada uno de ellos, al menos en lo que respecta a las unidades de longitud, masa, tiempo y fuerza. Asimismo, resulta crucial, el dominio de la técnica para la conversión de unidades de un sistema a otro o dentro de un mismo sistema. El estudiante debe dominar -memorizar- las equivalencias más comunes del sistema internacional, así como del sistema inglés y los factores de conversión entre ambos sistemas. Saber las equivalencias de las unidades de longitud nos permitirá realizar conversiones de área y de volumen; por tanto, el alumno debe memorizar en la medida de lo posible los factores de conversión de longitud.
¡Has empezado muy bien tu unidad de aprendizaje Física I! ¡Sigue así!