Conceptos de física #5: Acerca de leyes físicas

Después de cuatro entradas de conceptos de física, es hora de abordar conceptos más sabrosos, los que iremos tratando de manera muy sutil para que usted querido lector no se espante creyendo que está en una clase de física. Luego de la ultima entrada en la que hablamos de hipótesis, teorías y leyes, es momento de abordar algunas leyes físicas imprescindibles para la vida diaria, o por lo menos para los curiosos. Con el pasar de los años la humanidad descubrió que la naturaleza es generalmente más compleja de lo que parece. Las leyes físicas se consideran fundamentales, pero la mayoría de ellas solo se cumplen en condiciones ideales y sistemas cerrados, que son difíciles de obtener en el mundo real. Además, algunas de ellas cambian dependiendo de las circunstancia. Las leyes de Newton, una de las más famosas, por ejemplo, se deben modificar para cuerpos que se mueven a alta velocidad. Esta modificación se realizó postulando la teoría de la relatividad, pero las leyes de Newton siguen siendo válidas en los casos cotidianos con los que nos topamos a diario.

De "Philosophiae Naturalis Principia Mathematica". Fuente wikipedia

Las famosa tres leyes de Newton del movimiento:

Sir Isaac Newton desarrolló las tres leyes del movimiento, que describen como un cuerpo se mueve y que también son conocidas como leyes de la inercia. Newton con esto definió la relación fundamental entre la aceleración de un objeto y el fuerzas totales que actúan sobre él. Esta ley permite definir los marcos inerciales de referencia, esto es tan importante que toda la dinámica del movimiento está desarrollada sobre marcos de referencias inerciales que son básicamente aquellos que no están acelerados.

Ley de gravedad

También Newton desarrolló su “ley de la gravedad” para explicar la fuerza de atracción entre las masas. Pero en el siglo XX, se hizo evidente que esta no era toda la historia y apareció un iluminado, del que en este blog somos grandes admiradores; el genial Einstein y su teoría de la relatividad general. Ésta dió una explicación más completa del fenómeno de la gravedad. Sin embargo, la ley de la gravedad de Newton es una aproximación bastante exacta para los casos que tratamos comúnmente en física, donde a lo sumo calculamos la fuerza de atracción entre dos planetas, donde la relatividad general no es necesaria.

Un agujero negro (simulado) de diez masas solares según se vería una distancia de 600 kilómetros con la vía láctea de fondo. Fuente: wikipedia

Conservación de la masa-energía

La energía total en un sistema cerrado o aislado se conserva, no importa lo que pase. Otra ley de conservación es que la masa en un sistema aislado es constante y se conserva. Cuando Einstein descubrió la relación E = mc2 (en otras palabras, que la masa era una manifestación de la energía), la ley pasó a llamarse conservación de la masa-energía. La masa y la energía total de un sistema cerrado se conserva, aunque cambie entre esta formas. El mejor ejemplo de esto es una explosión nuclear, ya que la masa se ​​transforma en energía.

Que pedazo de ecuación, ¿no les parece? Fuente: wikipedia

Conservación del Momento

La cantidad de movimiento total en un sistema cerrado o aislado permanece constante. Una ejemplo de esto es la ley de conservación del momento angular, que lo que le permite a un patinador girar más rápido cuando junta los brazos por encima de su cabeza.

Las leyes de la termodinámica

Las leyes de la termodinámica son en realidad las manifestaciones específicas de la ley de conservación de la masa-energía, ya que relaciona dos procesos termodinámicos.

La ley cero de la termodinámica hace posible la noción de la temperatura.
La primera ley de la termodinámica demuestra la relación entre la energía interna, el calor y trabajo dentro de un sistema.
La segunda ley de la termodinámica relacionan el flujo natural de calor en un sistema cerrado.
La tercera ley de la termodinámica establece que es imposible crear un proceso termodinámico que tenga eficiencia perfectamente.

Leyes Electrostáticas

La ley de Coulomb y la ley de Gauss son formulaciones de la relación la carga de dos partículas eléctricas crean una fuerza electrostática y el campo eléctrico. También existen leyes similares sobre el magnetismo y electricidad en su conjunto (las ecuaciones de Maxwell), de las cuales hablaremos más adelante.

Invariancia de la velocidad de la luz

Idea principal de Einstein, que lo llevó al descubrimiento la Teoría de la Relatividad. Esta ley establece que la velocidad de la luz en el vacío es constante y no se mide de forma diferente para los observadores en diferentes sistemas inerciales de referencia, a diferencia de todas las otras formas de movimiento. Algunos físicos teóricos piensan que la velocidad de la luz en el vacío es variable, pero estas ideas son altamente especulativas. La mayoría de los físicos creen que Einstein tenía razón y la velocidad de la luz es constante.

Física Moderna y leyes físicas

En el reino de la relatividad y la mecánica cuántica, los científicos encontraron que estas leyes se siguen aplicando, aunque su interpretación requiere algo de refinamiento, y dan lugar a campos como la electrodinámica cuántica y la gravedad cuántica.

Por ahora dejamos esto acá, a no desesperar en esta entrada puse varios conceptos que necesitan una explicación extra, como las leyes de la termodinámica, todo será aclarado en entradas venideras.

Anuncios
Esta entrada fue publicada en Astronomía, Ciencia, Curiosidades, Física, NSFW. Guarda el enlace permanente.

4 respuestas a Conceptos de física #5: Acerca de leyes físicas

  1. Guillote dijo:

    Pedazo de post! Muyyy bueno cuate! Ahora tenés que hacer otro con las conservaciones a nivel atómico.
    Abrazo!

  2. ye olde fox dijo:

    sale con fritas…. ya me pongo y armo algo de eso..

  3. Pingback: Conceptos de física #6: Mitos de la física | Animal de Ruta

  4. Pingback: Conceptos de física #8: Ley de movimiento de Newton | Animal de Ruta

¿Algo para declarar?

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s