10 Ideas importantes en la física

La física es el estudio científico de las reglas básicas que gobiernan el universo. Debido a que los físicos como para ser precisos, a menudo expresan sus ideas como ecuaciones matemáticas. Lo que siguen son diez de las ideas más importantes en la física. Estas ideas han tenido un profundo impacto en cómo los científicos ven el universo y en las tecnologías de la gente usa todos los días.

la segunda ley de Newton

Que dice: la segunda ley de Newton describe cómo las fuerzas afectan el movimiento. Se afirma que la aceleración de un objeto aumenta a medida que la fuerza neta sobre ese objeto se incrementa, y la aceleración disminuye a medida que la masa del objeto aumenta. Se expresa comúnmente como la ecuación F_red = mamá.

la ley universal de la gravitación de Newton

• Que dice: la ley universal de la gravitación de Newton establece que la fuerza gravitacional entre dos objetos con masa aumenta y disminuye con la distancia. Se expresa de forma más precisa con la ecuación F_gramo = gm₁metro₂/r², dónde metro₁ y metro₂ son masas, r es la distancia entre ellos, y GRAMO es una constante fundamental gravitación.

• ¿Por qué es importante: la ley universal de la gravitación de Newton demostró que las mismas leyes de la física que rigen la caída de una manzana también gobiernan los movimientos de la luna y los planetas. Comenzó la búsqueda de leyes de la naturaleza que eran precisas y sencillas para expresar, y se aplica por igual a todas las partes del universo.

Conservación de momento

• Que dice: El momento de un objeto es la masa de dicho objeto multiplicada por su velocidad. La ley de conservación del momento indica que el momento total de todos los objetos en el universo nunca cambia.

• ¿Por qué es importante: La ley de conservación del momento le ayuda a entender las colisiones entre objetos. El momento total antes de la colisión es igual a la cantidad de movimiento total después de una colisión. Puede utilizar este hecho para comprender cómo las velocidades de los objetos antes de una colisión se refieren a las velocidades después de una colisión. La conservación del momento es importante en el billar, los accidentes automovilísticos, y las colisiones entre las partículas subatómicas.

Conservación del momento angular

• Que dice: Se puede pensar en el momento angular como la cantidad total de giro que tiene un objeto. Un objeto tiene más efecto si está girando más rápido o si tiene más masa. Conservación del momento angular establece que el espín total de todos los objetos en el universo nunca cambia. Si un objeto reduce su giro, otro objeto debe aumentar su giro.

• ¿Por qué es importante: La ley de conservación del momento angular ayuda a describir la física de los objetos que giran y objetos que se mueven en círculos. Es particularmente importante en la astronomía. Lunas, planetas, estrellas y galaxias están girando, y el momento angular ayuda a entender todo esto rotación.

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Conservacion de energia

• Que dice: Se puede pensar en la energía como la capacidad de hacer un trabajo físico. La ley de conservación de la energía establece que la energía no se crea ni se destroyed- sólo puede ser transferido y convertido en diferentes formas.

• ¿Por qué es importante: La ley de conservación de la energía es importante allí donde la energía está involucrada. En plantas de energía, química y energía mecánica se transforma en energía eléctrica. aparatos de cocina transforman la energía eléctrica en energía térmica y mecánica. Motores de automóvil transforman la energía química en energía térmica y mecánica. En cada uno de estos casos, la ley de conservación de la energía gobierna los procesos involucrados.

Las ecuaciones de Maxwell

• Lo que ellos dicen: Las ecuaciones de Maxwell describen la física de la electricidad, el magnetismo, cómo la electricidad y el magnetismo se relacionan entre sí, y cómo electricidad y el magnetismo se refieren a la luz y otras formas de radiación electromagnética (como los rayos X). Las ecuaciones de Maxwell requieren algo de matemáticas avanzadas: Los cuatro deben ser escritos con notación de cálculo vectorial.

• Por qué son importantes: Las ecuaciones de Maxwell proporcionan la base teórica para toda la tecnología eléctrica moderna, incluyendo las centrales eléctricas, motores eléctricos, micrófonos, altavoces y cualquier tipo de transmisor inalámbrico o receptor (incluyendo teléfonos celulares, Wi-Fi y GPS).

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La teoría de la relatividad de Einstein

• Que dice: Einstein demostró que el espacio, el paso del tiempo, y la masa no son absolutos. En cambio, los tres puede variar en función de la velocidad. Por ejemplo, el tiempo pasa más lentamente para que el más rápido se viaje. Su masa también aumenta con la velocidad. Debido a velocidades siempre se miden con respecto a un marco de referencia, la teoría de Einstein se refiere típicamente como una teoría de la relatividad.

• ¿Por qué es importante: La ecuación más famoso de la física, mi = mc², proviene de la teoría de la relatividad de Einstein. Esta ecuación establece que la energía es igual a la masa multiplicada por la velocidad de la luz al cuadrado. Esto significa que la masa y la energía son equivalentes, aunque hay una gran cantidad de energía en sólo 1 kilogramo de masa de 1 kilogramo de masa es equivalente a aproximadamente 90 mil billones de julios de energía.

La teoría cuántica

• Que dice: Es natural pensar que las cantidades de la física pueden tomar cualquier valor. Por ejemplo, se espera que se podría aplicar una fuerza de 1 N, N 2, o cualquier otra cosa (como 1.4235N) a un objeto. La teoría cuántica afirma que esto sin embargo no es cierto en todas las situaciones,. Por ejemplo, en el interior del átomo, cantidades tales como la energía y el momento angular son cuantificada, es decir, aquellas cantidades sólo puede asumir ciertos valores discretos.

• ¿Por qué es importante: La teoría cuántica es una parte importante de la comprensión de la estructura atómica en la actualidad. Gran parte de la química moderna y la física subatómica se basa en la teoría cuántica, y ha tenido un profundo impacto en la tecnología moderna. Por ejemplo, los transistores, que son componentes clave en los ordenadores modernos, no existirían sin la comprensión científica de la teoría cuántica.

La ecuación de Schrödinger

• Que dice: La ecuación de Schrödinger establece que el universo se basa en última instancia de la probabilidad. Por ejemplo, no se puede saber exactamente cuando un núcleo atómico inestable decaerá. Sólo se puede conocer la probabilidad de que el núcleo se deteriorará en un cierto periodo de tiempo. Al igual que la teoría cuántica, la ecuación de Schrödinger es particularmente importante en el interior de los átomos.

• ¿Por qué es importante: Newton planteó una idea importante cuando desarrolló sus leyes del movimiento: Las leyes fundamentales de la naturaleza dan predicciones absolutas y exactas de la realidad observable. Schrodinger desafiado esta noción con su ecuación. Algunos científicos (entre ellos el propio Schrödinger) han sido fundamentalmente incómodos con la idea de que el universo se basa en la probabilidad, y se han producido una serie de (sin éxito) los intentos de desarrollar teorías más recientes en los que se determina absolutamente el universo.

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El modelo estándar

• Que dice: El modelo estándar describe y predice todas las partículas fundamentales (indivisibles) que se puede observar hoy en día, así como todas las fuerzas fundamentales, excepto la gravedad. Es una teoría unificada que incluye la electricidad, el magnetismo y la física nuclear. El modelo estándar no es típicamente una parte de los cursos introductorios de física, pero los estudiantes de física de al menos debe estar al tanto de su existencia.

• ¿Por qué es importante: El modelo estándar representa el borde de la comprensión científica de la física básica. Gran parte de la investigación en física básica en los últimos 50 años (incluyendo el realizado por el Gran Colisionador de Hadrones) ha sido en la prueba de las predicciones del modelo estándar y en la búsqueda de maneras de mejorar en ella.