Conceptos Fundamentales de la Física: Materia, Propiedades y Ramas

¿Qué es la Física?

La física es la ciencia que se encarga de estudiar los fenómenos naturales en los que no hay cambios en la composición de la materia.

¿Qué es la Materia?

La materia es todo cuanto existe en el universo y se halla compuesta de partículas elementales.

Características de la Ciencia

• Sistemática: Emplea el método científico para sus investigaciones.
• Comprobable: Se puede verificar si es falsa o verdadera.
• Perfectible: Sus enunciados no deben considerarse como verdades absolutas.

División de la Ciencia

La ciencia se divide en dos grandes grupos:

• Ciencias Formales: Estudian ideas y se pueden demostrar.
• Ciencias Factuales: Estudian hechos naturales, hechos con causa y efecto.

Ramas de la Física

La física se divide en dos grandes ramas:

Física Clásica

• Mecánica: Estudia el movimiento y reposo de los cuerpos.
  • Cinemática: Estudia las leyes del movimiento de los cuerpos.
  • Dinámica: Describe la evolución en el tiempo de un sistema físico.
  • Estática: Analiza las cargas y estudia el equilibrio de fuerzas.
• Termología: (Calor) Estudia las leyes que rigen los fenómenos caloríficos.
• Óptica: (Luz) Estudia el comportamiento de la luz, sus características y manifestaciones.
• Electromagnetismo: (Electricidad y magnetismo) Estudia y unifica los fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoría.
• Acústica: (Sonido) Estudia el sonido, infrasonido y ultrasonido, es decir, ondas mecánicas.
  • Sonido: Fenómeno vibratorio en forma de ondas (para los humanos, de 20 a 20,000 Hz).
  • Infrasonido: Onda acústica o sonora cuya frecuencia está por debajo del espectro audible del oído humano (aproximadamente 20 Hz).
  • Ultrasonido: Onda acústica que está por encima del espectro audible del oído (aproximadamente 20,000 Hz).

Física Moderna

• Nuclear: Estudia las propiedades y el comportamiento de los núcleos atómicos.
• Atómica: Estudia las propiedades y el comportamiento del átomo (electrones y núcleos atómicos).

Propiedades Generales de la Materia

• Extensión: Todo cuerpo ocupa una porción de espacio llamado volumen.
• Masa: Cantidad de materia contenida en un cuerpo.
• Peso: Representa la fuerza gravitacional con la que es atraída la masa de dicho cuerpo.
• Inercia: Oposición que representan los cuerpos a variar su estado, ya sea de reposo o de movimiento.
• Energía: Propiedad que caracteriza la interacción de los componentes de un sistema físico que tiene la capacidad de realizar un trabajo.
• Impenetrabilidad: El espacio ocupado por un cuerpo no puede ser ocupado por otro al mismo tiempo.
• Elasticidad: Propiedad de los cuerpos de recuperar su forma original una vez que desaparece la fuerza que ocasiona la deformación.

Propiedades Características de la Materia

Permiten identificar a una sustancia de otra.

Propiedades Físicas

• Intensidad
• Punto de fusión
• Solubilidad
• Módulo de Young
• Organolépticas (se perciben con nuestros sentidos: color, sabor, olor)

Propiedades Químicas

Se refieren al comportamiento de las sustancias al combinarse con otras y a los cambios en su estructura íntima.

• Densidad: Cociente que resulta de dividir la masa de una sustancia dada entre el volumen que ocupa.
• Ductilidad: Propiedad de los metales para formar alambres o hilos; también, propiedad de los materiales que, con la aplicación de fuerza, pueden deformarse.
• Maleabilidad: Capacidad de un material de deformación plástica sin fracturarse.
• Dureza: Propiedad que tienen los materiales de resistir el rayado y el corte de su superficie.
• Tenacidad: Energía que absorbe un material antes de romperse.

Científicos Relevantes en la Historia de la Física

• Newton: Descubrió el movimiento de los cuerpos celestiales por medio de la ley de gravitación universal.
• Dalton: Propuso que todas las cosas estaban formadas por pequeñas partículas (átomos).
• Galileo: Defendió que la Tierra giraba alrededor del Sol.
• Leucipo y Demócrito: Postularon que la materia estaba compuesta por pequeñas partículas y que estaba formada por cuatro elementos.
• Becquerel: Descubrió que el átomo no era la partícula más pequeña, sino que estaba constituido por otras partículas.