Introducción a la Física
La Física es la ciencia natural que estudia los componentes fundamentales del Universo, la energía, la materia, el espacio-tiempo y las interacciones fundamentales. La física es una ciencia básica estrechamente vinculada con las matemáticas y la lógica en la formulación y cuantificación de sus principios.
El alcance de la física es extraordinariamente amplio y puede incluir estudios tan diversos como la mecánica cuántica, la física teórica o la óptica. La física moderna se orienta a una especialización creciente, donde los investigadores tienden a enfocar áreas particulares más que a ser universalistas, como lo fueron Albert Einstein o Lev Landau, que trabajaron en una multiplicidad de áreas.
La física es tal vez la más antigua de todas las disciplinas académicas, ya que la astronomía es una de sus subdisciplinas. En los últimos dos milenios, la física fue considerada parte de lo que ahora llamamos filosofía, química y ciertas ramas de la matemática y la biología, pero durante la Revolución Científica en el siglo XVII se convirtió en una ciencia moderna, única por derecho propio.
La información es un proceso físico, pues algo debe transmitirse por lo que debe ser algo medible tanto antes de enviarse, como también al procesarse o al ser recibida; independientemente de que se transmitan, ondas electromagnéticas, ondas mecánicas o señales de humo, el hecho es que algo que va a transmitirse debe ser medido y cuantificado con precisión matemática y rigor lógico, es decir, debe ser una cantidad física. Esta es la esencia básica. Está relacionada con la base tangible de la informática, que es el electromagnetismo y los diversos circuitos electrónicos (conexiones físicas) que hacen posible la parte virtual de la informática, sería similar a referirse a la relación entre el cerebro y la mente; la parte física es el cerebro y la parte virtual es la informática.
Muchas de las reglas y conceptos de la informática corresponden a la lógica y matemáticas, planteando eventos que son muy similares a las leyes que rigen la física, y en cuanto al Hardware este funciona gracias a impulsos eléctricos que se controlan básicamente con la física de la electricidad y de los materiales con que están fabricados. La electrónica es la rama de la física y especialización de la ingeniería, que estudia y emplea sistemas cuyo funcionamiento se basa en la conducción y el control del flujo microscópico de los electrones u otras partículas cargadas eléctricamente.
Muchas de las reglas y conceptos de la informática corresponden a la lógica y matemáticas, planteando eventos que son muy similares a las leyes que rigen la física, y en cuanto al Hardware este funciona gracias a impulsos eléctricos que se controlan básicamente con la física de la electricidad y de los materiales con que están fabricados. La electrónica es la rama de la física y especialización de la ingeniería, que estudia y emplea sistemas cuyo funcionamiento se basa en la conducción y el control del flujo microscópico de los electrones u otras partículas cargadas eléctricamente.
Relación de la Física con la Ingeniería Civil:
La física es definida como la
ciencia que estudia los fenómenos que ocurren en el universo, es por ello que
se relaciona con muchas de nuestras actividades cotidianas, tal vez sin que nos
demos cuenta, por lo que me atrevo a decir que la física no solo se halla en
los libros, está presente en todo nuestro mundo. Como la ingeniería civil
afecta a nuestro mundo, entonces está gobernado por todas las leyes de la
física.
Por ejemplo, si estamos
construyendo una presa, tenemos que ver la velocidad con que llega el río, y la
presión de agua que nuestra presa va a soportar y en base a ello debemos hacer
los cálculos necesarios para que los materiales soporten esta gran cantidad de
agua que llegara, etc.
La física está ahí, en todas nuestras construcciones, en todas las grandes obras de la humanidad, desde el famoso coliseo, pasando por los grandes puentes colgantes y, porque no, el famoso segundo piso del periférico.
La física está ahí, en todas nuestras construcciones, en todas las grandes obras de la humanidad, desde el famoso coliseo, pasando por los grandes puentes colgantes y, porque no, el famoso segundo piso del periférico.
La Física médica es la aplicación de la física a la medicina. Generalmente se refiere a la física relacionada con imagen médica y radioterapia, aunque un físico médico también puede trabajar en otras áreas de la salud.
Es una rama de la física multidisciplinaria, pues aplica conceptos y técnicas básicas y específicas de la física, biología y medicina al área médica. Aplica los fundamentos físicos en múltiples técnicas terapéuticas, proporcionando las bases para la compresión de modernas tecnologías médicas y estableciendo criterios de utilización de agentes físicos en el área de la salud.
Los conocimientos y técnicas empleadas por los ingenieros de petróleo proceden de casi todos los campos de la ciencia, y se desarrollan constantemente debido a la incesante búsqueda de recursos y de la optimización de la producción. Los principios de la Física y la Química Aplicada son empleados en todas las etapas de la explotación del hidrocarburo, desde la exploración hasta la conversión de éstos en productos de consumo.
Para el diseño de alguna maquinaria de el campo. Después, temas como hidrodinámica, termodinámica, etc. son fundamentales en los problemas ambientales. por ejemplo, si una planta devuelve agua a un río adjunto a una mayor temperatura (hay un rango permitido) empiezan a haber problemas como mortandad de peces producto de la disminución del oxígeno disuelto (por la ley de Henry) y genera problemas ambientales que hay que evitar. Ahí se mezcló física con química y biología, y generalmente a niveles superiores las ciencias empiezan a mezclarse y en cualquier tema químico por ejemplo esta la físicoquimica.
La ingeniería mecánica es un campo muy amplio que implica el uso de los principios de la física para el análisis, diseño, fabricación de sistemas rurales.
Tradicionalmente, ha sido la rama de la ingeniería que, mediante la aplicación de los principios físicos, ha permitido la creación de dispositivos útiles, como utensilios y máquinas. Los ingenieros mecánicos usan principios como el calor, las fuerza, la conservación de la masa y conservación de la energía para analizar sistemas físicos estáticos y dinámicos, contribuyendo a diseñar objetos.
La ingeniería mecánica es la rama que estudia y desarrolla las máquinas, equipos e instalaciones, considerando siempre los aspectos ecológicos y económicos para el beneficio de la sociedad. Para cumplir con su labor, la ingeniería mecánica analiza las necesidades, formula y soluciona problemas técnicos mediante un trabajo multidisciplinario y se apoya en los desarrollos científicos, traduciéndolos en elementos, máquinas, equipos e instalaciones que presten un servicio adecuado, mediante el uso racional y eficiente de los recursos disponibles.
Relación de la Física con la Arquitectura:
La colaboración entre Física y Arquitectura comienza con la investigación y desarrollo de nuevos materiales susceptibles de ser utilizados en edificios, de este modo y en lo referente a las fachadas existe una amplia gama de materiales utilizados de manera innovadora en la piel exterior de los edificios vidrio" aplacados cerámicos" láminas de titanio, zinc o acero inoxidable" paneles de aluminio" compositores plásticos, etc. Mas aun, en cada uno de estos materiales se están realizando grandes esfuerzos de investigación para mejorar sus prestaciones físicas, mecánicas o estéticas.
La ingeniería industrial va de la mano de la física, ya que esta estudia los cambiasen la naturaleza, a medida que avanza en el tiempo se van presentando muchos cambios y por ende con estos un crecimiento tecnológico, estos le aportan a la ingeniería industrial el mejoramiento de productos o servicios, para entender estos cambios de la naturaleza que generan los avances tecnológicos la física brinda la ayuda perfecta para comprenderos y mejorarlos.
La física le brinda una herramienta de gran ayuda a la ingeniería industrial y no solo a esta sino a todos los seres vivos, que es la energía no podríamos imaginarnos un mundo sin energía, esta es la llave del desarrollo para un crecimiento industrial. Es aquí donde la física toma más fuerza dentro de la ingeniería industrial ya que esta se basa en procesos de producción y la física es de vital importancia dentro de estos, ya que le da herramientas útiles como el estudio de los movimientos, el uso de la energía, aplicación de fuerzas, entre otras.
La ingeniería eléctrica aplica conocimientos de ciencias como la física y la matemática. Considerando que esta rama de la ingeniería resulta más abstracta que otras, la formación de un ingeniero electricista requiere una base matemática que permita la abstracción y entendimiento de los fenómenos electromagnéticos.
Tras este tipo de análisis ha sido posible comprender esta rama de la física, mediante un conjunto de ecuaciones y leyes que gobiernan los fenómenos eléctricos y magnéticos. Por ejemplo, el desarrollo de las leyes de Maxwell permite describir los fenómenos electromagnéticos y forman la base de la teoría del electromagnetismo. En el estudio de la corriente eléctrica, la base teórica parte de la ley de Ohm y las leyes de Kirchhoff.
Además, se requieren conocimientos generales de mecánica y de ciencia de materiales, para la utilización adecuada de materiales adecuados para cada aplicación.
Un ingeniero electricista debe tener conocimientos básicos de otras áreas afines, pues muchos problemas que se presentan en ingeniería son complejos e indisciplinares.
Tras este tipo de análisis ha sido posible comprender esta rama de la física, mediante un conjunto de ecuaciones y leyes que gobiernan los fenómenos eléctricos y magnéticos. Por ejemplo, el desarrollo de las leyes de Maxwell permite describir los fenómenos electromagnéticos y forman la base de la teoría del electromagnetismo. En el estudio de la corriente eléctrica, la base teórica parte de la ley de Ohm y las leyes de Kirchhoff.
Además, se requieren conocimientos generales de mecánica y de ciencia de materiales, para la utilización adecuada de materiales adecuados para cada aplicación.
Un ingeniero electricista debe tener conocimientos básicos de otras áreas afines, pues muchos problemas que se presentan en ingeniería son complejos e indisciplinares.
Una guía general de todos los temas de Física I:
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