LA FISICA Y LA MEDICINA

Por ser la física la ciencia encargada del estudio de los fenómenos que ocurren en la naturaleza, se puede aplicar a otras ramas del conocimiento humano, tales como la química, la ingeniería, la aeronáutica, etc.; en particular, la que ahora se conoce como física médica.
La física médica se divide en dos grandes ramas: la física de la fisiología, que es la que se ocupa de las funciones del cuerpo humano, y la instrumentación médica que es la física aplicada al desarrollo de instrumentos y aparatos médicos.
Al examinar a un paciente, curiosamente lo primero que el médico le aplica es un examen "físico", que consiste en medir el pulso, la temperatura, la presión, escuchar los sonidos del corazón y pulmones. Si recapacitamos un poco, nos podemos dar cuenta de que todas estas son medidas físicas.
La rama de la medicina conocida como "medicina física" se encarga de la diagnosis y el tratamiento de las enfermedades y lesiones por medio de agentes físicos, como son la manipulación, el masaje, el ejercicio, el calor, el frío, el agua, etcétera. La terapia física es el tratamiento por medios exclusivamente físicos.
A la física aplicada se le acostumbra dar el nombre de ingeniería, por lo que algunas veces, al aplicarse a la medicina se le llama ingeniería médica; este nombre es usado generalmente para la física aplicada a la instrumentación médica más que para la física de la fisiología.
Es importante entender cómo funciona el cuerpo humano, de esta forma podremos saber cuándo no está funcionando bien, por qué, y en el mejor de los casos podremos saber cómo corregir el daño.
Al tratar de entender un fenómeno físico, lo que hacemos es seleccionar los factores principales e ignorar aquellos que creemos menos importantes. La descripción será sólo parcialmente correcta pero esto es mejor que no tenerla.
Para entende r los aspectos físicos del cuerpo humano frecuentemente recurrimos a las analogías, pero debemos tener en cuenta que las analogías nunca son perfectas, la situación real siempre es más compleja que la que podemos describir; por ejemplo, en muchas formas el ojo es análogo a una cámara fotográfica, sin embargo, la analogía es pobre cuando la película, que debe ser remplazada, se compara con la retina que es el detector de luz del ojo.
La mayor parte de las analogías usadas por los físicos emplean modelos, algunos de los cuales están relacionados con fenómenos no conectados con lo que se está estudiando, por ejemplo, un modelo del flujo eléctrico, el cual puede simular muchos fenómenos del sistema cardiovascular, pero no todos.
Los modelos también pueden ser matemáticos y ayudan en la descripción y predicción del comportamiento de algunos sistemas, por ejemplo, cuando escribimos:

donde P es la presión de un gas, T su temperatura, V su volumen y nR una constante, podemos deducir que al aumentar la temperatura del gas y manteniendo el volumen constante, su presión va a aumentar. Se dice entonces que la presión es función de la temperatura y el volumen, lo que puede expresarse como: P = f(T, V).
En síntesis, para entender el funcionamiento del cuerpo humano, se recurre frecuentemente a las analogías y de ellas se obtienen modelos que ayudan a lograr nuestro objetivo.
En este libro se presenta a un nivel básico el funcionamiento de algunos órganos, sistemas y sentidos del cuerpo humano y la física relacionada con ellos; asimismo, se muestran algunas de las técnicas más usadas para el diagnóstico y el tratamiento de ciertas enfermedades. De ninguna manera se trata extensamente tema alguno, ya que sólo pretendemos motivar a quienes estudian física, medicina o ingeniería para que con su esfuerzo se pueda enriquecer esta rama fascinante del saber


Elementos:


Física en el funcionamiento del cuerpo humano.

1Movimiento del sistema músculo esquelético
2 Sistema cardiovascular
3 Sistema respiratorio
4 Sistema nervioso
5 Sistema auditivo
6 Sistema visual

1) sistema muscular.

UNA propiedad muy general de la materia viviente es la habilidad para alterar su tamaño o medida por contracción o expansión de una zona determinada del organismo. En el cuerpo humano existen grupos de células especializadas en contraerse o relajarse sin que tenga que cambiar su posición ni su forma; ciertos grupos celulares se contraen y se relajan bombeando líquidos, como es el caso del corazón; otros fuerzan la comida a través del tracto digestivo; etc.; los agregados de estas células especializadas se llaman tejidos musculares o simplemente músculos. Un grupo de ellos tiene asignado como trabajo el llevar a cabo la locomoción.
Los músculos son transductores (es decir, traductores) que convierten la energía química en energía eléctrica, energía térmica y/o energía mecánica útil. Aparecen en diferentes formas y tamaños

El Cupido de la física
En el campo del amor, se han escuchado todo tipo de cosas, desde los tiempos más remotos, y ya en la antigua Grecia, los más importantes filósofos y pensadores, argumentaban teorías sobre el estado del enamoramiento.
La física del amor Newtoniano
Primera Ley de Newton o Ley de Inercia

• En la ausencia de fuerzas exteriores, toda partícula continúa en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo y uniforme respecto de un sistema de referencia inercial o galileano.
• En la ausenca de fuerzas exteriores, toda mujer continúa en su estado de enamoramiento rectilíneo y uniforme respecto de un hombre que representa un amor plátónico o tormentoso.
Segunda Ley de Newton o Ley de Fuerza
Existen diversas maneras de formular la segunda ley de Newton, que relaciona las fuerzas actuantes y la variación de la cantidad de movimiento o alcohol en la sangre. La primera de las formulaciones, que presentamos a continuación es válida tanto en mecánica newtoniana como en mecánica amorosa (relativista):
• La variación de momento lineal de un cuerpo es proporcional a la resultante total de las fuerzas actuando sobre dicho cuerpo y se produce en la dirección en que actúan las fuerzas.
• La variación del momento de ligue de un cuerpo es proporcional a la resultante total del alcohol (y estupefacientes) actuando sobre dicho cuerpo y se produce en la dirección del bar/antro/fiesta en la que se encuentran los sujetos.
Tercera Ley de Newton o Ley de acción y reacción
• Por cada fuerza que actúa sobre un cuerpo, éste realiza una fuerza igual pero de sentido opuesto sobre el cuerpo que la produjo. Dicho de otra forma: Las fuerzas siempre se presentan en pares de igual magnitud y sentido opuesto y están situadas sobre la misma recta.
• Por cada medida de amor que actúa sobre un cuerpo, éste realiza una fuerza igual pero de sentido opuesto (desprecio/engaño) sobre el cuerpo que la produjo. Las fuerzas (entiéndase las relaciones) siempre se presentan en pares de igual magnitud y sentido opuesto (mujer/hombre) y están situadas sobre la misma recta.
Otros dicen que si tenemos en cuenta, que el amor, al fin y al cabo es la medida del cariño que le tenemos a las personas o a ciertas cosas, podemos llegar a concluir, que el amor no es más que un paseo en el espacio y tiempo. Se puede llegar a la fórmula para cuantificar el amor como la siguiente:
A = G•t² / e4
Donde G = 6,67 * 10-11 (m³/kg s²) ó (N m² / kg²), e es el espacio, y t el tiempo.
Pero como dijo Albert Einstein:
"La ley de la gravedad no es responsable de que la gente se enamore."
Nosotros, como Einstein, pensamos que lo importante del amor, no es buscarle su componente de realidad o de física, sino todo lo que la hace etéreo y un poco onírico.

Universidades y carreras físicas

Bueno para empezar, a muchos no les gusta la física o se les complica, pero la verdad es que no, la física es una materia que viéndole el lado bueno, resulta muy fácil de entender.

Muchas personas prefieren irse por el lado fácil y deciden estudiar otras carreras y ya muy pocos se interesan en estudiar algo científico o relacionado a la física, pero esto en gran parte es por la falta de información, por esto, aquí facilitamos una lista de carreras y su explicación resumida. Todas tienen que ver con la física y son:

1. Ingenieria Mecánica: Implica el uso de los principios físicos para el análisis, diseño, fabricación y mantenimiento de sistemas mecánicos como utensilios y máquinas.
2. Ingenieria Industrial: Se ocupa del desarrollo, mejora, implantación y evaluación de sistemas integrados de gente, dinero, conocimientos, información, equipamiento, energía, materiales y procesos. También trata con el diseño de nuevos prototipos para ahorrar dinero y hacerlos mejores.
3. Nanotecnologia: Dedicada al control y manipulación de la materia a una escala menor que un micrómetro, es decir, a nivel de átomos y moléculas
4. Licenciatura en Fisicoquimica: Es una rama de la química que estudia la materia empleando conceptos físicos. Cambios en la temperatura, presión, volumen, calor y trabajo en los sistemas, sólido, líquido y/o gaseoso se encuentran también relacionados a estas interpretaciones de interacciones moleculares.
5. Mecatrónica: Su principal propósito es el análisis y diseño de productos y de procesos de manufactura automatizados.
6. Ingeniería Eléctrica: Se ocupa del estudio y la aplicación de la electricidad, la electrónica y el electromagnetismo para generar, transportar, distribuir y utilizar la energía eléctrica.
7. Ingeniería Electrónica: Trata sobre el aprovechamiento y utilidad del comportamiento de las cargas eléctricas en los diferentes materiales y elementos como los semiconductores, además de otros campos del saber humano como son dibujo y técnicas de planificación entre otros.
8. Astronomía: Se ocupa del estudio de los cuerpos celestes, sus movimientos, los fenómenos ligados a ellos, su registro y la investigación de su origen a partir de la información que llega de ellos a través de la radiación electromagnética.
9. Ciencias Atmosféricas: Rama de la ciencia terrestre que estudia los procesos físicos y químicos que ocurren en la atmósfera terrestre y los fenómenos que en ella se manifiestan.
10. Geología: Estudia la forma interior del globo terrestre, la materia que la compone, su mecanismo de formación, los cambios o alteraciones que ésta ha experimentado desde su origen, la textura y estructura que tiene en el actual estado.
11. Ingeniería en Física: Busca asimilar y adaptar tecnologías nuevas y existentes a procesos industriales. Involucra ramas diversas de la física clásica y moderna, adaptándolas a fines prácticos
12. Ingeniería Ambiental: Estudia los problemas ambientales de forma integrada, teniendo en cuenta sus dimensiones ecológicas, sociales, económicas y tecnológicas, con el objetivo de promover un desarrollo sustentable y mejorar la calidad de vida.
13. Ingeniería Nuclear: Es la aplicación práctica del núcleo atómico tratado por los principios de la química y física nuclear y la interacción entre radiación y materia. Este campo de la ingeniería incluye el diseño, análisis, desarrollo, pruebas, operación y mantenimiento de los sistemas y componentes de fisión nuclear, específicamente reactores nucleares, plantas de producción de energía eléctrica a través de transformación de energía nuclear, así como de armas nucleares. Este campo de la ingeniería puede incluir también la seguridad nuclear, licenciamiento de instalaciones, transporte de calor y masa (termohidráulica), tecnología de combustibles nucleares, proliferación nuclear, química nuclear, manejo de residuos radiactivos y ambientes radioactivos.

Y aquí hay una lista de universidades donde se pueden estudiar las carreras anteriores en distintas partes del mundo, y las que son mas reconocidas son:

En España:
 Universidad AUTÓNOMA DE BARCELONA
 Universidad AUTÓNOMA DE MADRID
 Universidad COMPLUTENSE DE MADRID
 Universidad de BARCELONA
 Universidad de CANTABRIA
 Universidad de CÓRDOBA
 Universidad de EXTREMADURA
 Universidad de GRANADA
 Universidad de LA LAGUNA
 Universidad de les ILLES BALEARS
 Universidad de MURCIA
 Universidad de OVIEDO
 Universidad de SALAMANCA
 Universidad de SANTIAGO DE COMPOSTELA
 Universidad de SEVILLA
 Universidad de VALENCIA ESTUDIO GENERAL
 Universidad de VALLADOLID
 Universidad de VIGO
 Universidad de ZARAGOZA
 Universidad del PAÍS VASCO
 Universidad NACIONAL DE EDUCACIÓN A DISTANCIA
 Universidad de ALICANTE
 Instituto nacional de investigaciones nucleares
-Facultad de Ciencias (UOV) en Oviedo Austrias
-En México:
 Universidad Nacional Autónoma de México
 Universidad Autónoma del Estado de México
 Universidad Autónoma de San Luis Potosí
 Universidad Juárez Autónoma de Tabasco
 Instituto Politécnico Nacional
 CONACYT en México
-En Chile:
 Universidad de Chile
 Universidad Técnica Federico Santa María en Chile
-Universidad de los Andes en Colombia
-En Venezuela:
 Universidad de Carabobo en Venezuela
 Universidad Simón Bolívar
-En Argentina:
 Universidad de Buenos Aires en Argentina
 Universidad Nacional de Cuyo en Argentina
-En Cuba:
 Instituto Superior de Tecnologías y Ciencias Aplicadas
 Universidad Central de Las Villas
-Universidad Nacional Autónoma de Honduras
-En Estados Unidos:
 American Society of Mechanical Engineers
 National Council of Examiners for Engineering

Estas carreras tienen una duración de 4 a 5 años aproximadamente y los contenidos básicos de estas carreras son: Electromagnetismo, Física Cuántica, Mecánica y Ondas, Métodos Matemáticos, Óptica, Técnicas Experimentales en Física, Termodinámica, Electrodinámica Clásica, Electrónica, Física del Estado Sólido, Física Estadística, Física Nuclear y de Partículas, Mecánica Cuántica, Mecánica Teórica.

Esperamos que esta información les sirva y se decidan por estudiar una carrera Física y ya tener muchísimos más científicos en México.

LOS REYES DE LA FISICA

¿Nunca te has preguntado quienes son los científicos mas importantes y destacados en cuanto a física?, aqui te los presentamos.



Alfred Nobel

(1833-1896) químico, inventor y filántropo sueco nacido en Estocolmo. Tras recibir una educación académica en San Petersburgo (Rusia) y en los Estados Unidos —donde estudió ingeniería mecánica— regresó a San Petersburgo para trabajar con su padre, elaborando minas, torpedos y otros explosivos. En una fábrica familiar en Heleneborg (Suecia), trató de desarrollar un método seguro para manipular la nitroglicerina, después de que una explosión en 1864 matara a su hermano pequeño y a otras cuatro personas. En 1867 Nobel consiguió su objetivo: para reducir la volatilidad de la nitroglicerina la mezcló con un material poroso absorbente y produjo lo que llamó dinamita. Posteriormente creó la balistita, una de las primeras pólvoras sin humo. Cuando murió, dirigía fábricas para la elaboración de explosivos en diversas partes del mundo. En su testamento legó la mayor parte de su fortuna (estimada en unos 9 millones de dólares) para crear una fundación que estableciera premios anuales por los méritos realizados en física, química, medicina y fisiología, literatura y paz mundial. El premio de economía se concedió a partir del año 1969.





NICOLÁS COPÉRNICO


Al desechar el sistema astronómico que concebía a la Tierra como centro del universo y colocar en ese lugar al Sol, Copérnico dio inicio a una revolución no sólo de la astronomía, sino de toda la ciencia.


Nicolás Copérnico, romanización del nombre polaco Mikolaj Kopernik, nació en Torun, Polonia, el 19 de febrero de 1473, en el seno de la familia de un acaudalado mercader. A los 18 años ingresó en la Universidad de Cracovia, una de las más prestigiosas a la sazón por sus estudios de matemáticas como fundamento básico para la astronomía. A los 24 años se trasladó a Bolonia y posteriormente a Padua, ciudad en la que profundizó sus estudios matemáticos y trabó contacto con la lengua y la cultura de la Grecia clásica.


En 1497 retornó a Polonia y aceptó el puesto de canónigo de la catedral de Frauenburg, lo cual le aseguraba vitaliciamente una posición acomodada. Sin embargo, sus deseos de aprender lo indujeron a regresar a Italia para integrarse en la pujante actividad cultural de la época. Estudió medicina y leyes en Padua, donde comenzó sus investigaciones astronómicas, que lo llevaron a dudar de la teoría geocéntrica, comúnmente aceptada entonces, según la cual la Tierra se hallaba en el centro del universo.










JOHANNES KEPLER


La revolución copernicana del Renacimiento, que hizo modificar las actitudes y pensamientos de los científicos al colocar al Sol en el centro del universo, tuvo tres protagonistas principales: Nicolás Copérnico, autor de las hipótesis; Galileo Galilei, que las confirmó experimentalmente; y Johannes Kepler, su máximo exponente teórico.


Kepler nació en la ciudad libre alemana de Weil der Stadt el 27 de diciembre de 1571. De extracción social muy humilde, consiguió alcanzar una amplia y esmerada educación gracias a su portentosa inteligencia y al apoyo económico de los duques de Württemberg. Se graduó en astronomía en la Universidad de Tubinga e inició estudios de teología, interrumpidos por su nombramiento como profesor de matemáticas de la Escuela Luterana de la ciudad austriaca de Graz.


Inspirado por los modelos geométricos griegos y la teoría heliocéntrica de Copérnico, Kepler demostró las tres leyes básicas del movimiento planetario, según las cuales los planetas del Sistema Solar giran alrededor del Sol en un plano y con una trayectoria elíptica aproximadamente circular; la velocidad del movimiento se adapta a la posición del planeta en la curva elíptica de un modo uniforme, aunque no constante; y el radio de la órbita y el tiempo que invierte el planeta en describirla se relacionan en una proporción fija.Con su acceso a la excelente documentación de Brahe, Kepler depuró sus tres principios y realizó notables observaciones sobre la órbita de Marte, las estrellas lejanas y los fenómenos ópticos de la atmósfera.Trasladado a la también austriaca ciudad de Linz en 1620, tras una larga estancia en Praga, hizo frente a una acusación de herejía que superó merced a su condición de matemático imperial. Considerado como precursor de la teoría de gravitación universal de Isaac Newton, Kepler murió en la ciudad alemana de Ratisbona el 15 de noviembre de 1630.














GALILEO, GALILEI


El revuelo teológico de los siglos XVI y XVII, originado por las escisiones luterana y calvinista en el ámbito de la cristiandad, provocó un endurecimiento de la postura doctrinal católica. Víctimas de ello fueron los científicos innovadores de la época, entre los cuales sobresalió Galileo, célebre por sus descubrimientos y por la condena a la que lo sometió el Tribunal de la Inquisición. Galileo Galilei nació en la ciudad italiana de Pisa, encuadrada a la sazón en los Estados Pontificios, el 15 de febrero de 1564. Educado en Florencia en sus primeros años, comenzó estudios de medicina en la universidad de su ciudad natal en 1581, aunque, atraído por la geometría y el movimiento de los cuerpos, recibió sobre todo lecciones de matemáticas de Ostilio Ricci y dedicó su actividad a problemas físicos.


Sus descubrimientos sobre la ley del péndulo y los centros de gravedad de los sólidos lo hicieron acreedor al puesto de profesor de matemáticas en Pisa, donde sus investigaciones lo llevaron a rechazar las consideraciones aristotélicas del movimiento de caída libre. Propugnó entonces su teoría, corroborada con experimentos, de que todos los cuerpos caen con idéntica aceleración, independientemente de su naturaleza, e implantó la noción de gravedad, posteriormente racionalizada por Isaac Newton.


Conocedor de la teoría de Copérnico, según la cual el centro del universo era el Sol, mientras la Tierra, los planetas y las estrellas giraban a su alrededor, no se atrevía a defenderla en público por miedo al ridículo, ya que en la sociedad de su tiempo estaba entronizada y apoyada por la jerarquía eclesiástica y los altos estamentos científicos la hipótesis geocéntrica de Claudio Tolomeo. La aparición de las lentes ópticas fabricadas por investigadores holandeses sugirió a Galileo la idea de construir un dispositivo similar, el telescopio, con el que observar los cielos. El éxito fue rotundo y la especial aplicación de su invento lo llevó a consignar sorprendentes e innovadoras observaciones. Así, por ejemplo, pudo apreciar que la Luna no tenía una superficie lisa, sino rugosa, llena de cráteres, montañas y valles. Asimismo, pudo verificar que la Vía Láctea estaba compuesta por un ingente número de estrellas y cuerpos astrales, que el planeta Júpiter poseía satélites que giraban en torno suyo y que en el disco solar existían unas manchas oscuras que se movían en sentido circular.


Tuvo que renunciar a sus opiniones científicas y declarar su adhesión a la ortodoxia. No obstante, cuenta la leyenda que, al concluir su abjuración, Galileo, refiriéndose al desplazamiento terrestre, murmuró: Eppur, si muove ("y, a pesar de todo, se mueve"). Frente a la adversidad, continuó con sus trabajos hasta quedar ciego en 1637. Murió en su retiro de la pequeña localidad italiana de Arcetri, cerca de Florencia, el 8 de enero de 1642.










NEWTON, ISAAC


Pocos hombres han ejercido mayor influencia en el desarrollo de la ciencia que el británico Isaac Newton. Sus descubrimientos en astronomía, física y matemáticas supusieron una conmoción tal que se suele hablar de la revolución newtoniana. Efectivamente, sus aportaciones sobre la composición de la luz blanca condujeron a la fundación de la moderna óptica física; sus tres leyes del movimiento llevaron a la formulación de la ley de la gravitación universal; y en matemáticas fue, a la vez que el alemán Gottfried Wilhelm Leibniz, el inventor del cálculo infinitesimal.


Isaac Newton nació el 4 de enero de 1643 (25 de diciembre de 1642, según el calendario de la época) en la aldea de Woolsthorpe, Lincolnshire. Hijo de un terrateniente que había muerto tres meses antes de su nacimiento y de Hannah Ayscough, fue separado de su madre al contraer ésta segundas nupcias. Durante nueve años vivió con su abuela, y parece que los años de su infancia, en los que careció del cariño de sus padres, lo afectaron profundamente y marcaron de forma indeleble su carácter, en ocasiones excéntrico y con tendencias psicóticas. Un intento de su madre, para que a la muerte de su segundo esposo se hiciese cargo de la administración de las propiedades de ella, fue rechazado por el joven Newton, que prefirió ingresar en la escuela de Grantham, de donde pasó al Trinity College de Cambridge.


Cuando Newton llegó a Cambridge, en 1661, el movimiento que posteriormente conformaría la revolución científica estaba en todo su apogeo, y muchas de las obras de los pioneros de la nueva ciencia, como Nicolás Copérnico, Johannes Kepler o René Descartes, eran objeto de profundos análisis y enconadas divergencias. En su cuaderno de notas de 1664 titulado "Quaestiones quaedam philosophicae" ("Ciertas cuestiones filosóficas"), Newton reveló que había descubierto una nueva concepción de la naturaleza, en lo que supondría el trasfondo de una radical revolución científica. Recién obtenido el grado de bachelor of arts (licenciatura) en 1665, se retiró al campo huyendo de la peste que a la sazón asolaba la región de Londres.


En 1701 abandonó la cátedra de Cambridge. Consagró los últimos años de su vida al estudio filosófico e histórico, aunque continuó publicando algunas de las obras que conformaron el núcleo de su legado científico, tales como la titulada Opticks (1704) y la Arithmetica universalis (1707). El insigne científico británico, cuyo saber dominó durante siglos el mundo de la ciencia, murió en Londres, Gran Bretaña, el 31 de marzo (20 de marzo según el calendario británico de la época) de 1727.










EINSTEIN, ALBERT


Einstein nació el 14 de marzo de 1879 en Ulm, Alemania. De ascendencia judía, ingresó a los diez años en el Instituto Luitpold de Munich, donde pronto puso de manifiesto gran inclinación por el estudio de las matemáticas, la física y la filosofía, únicas disciplinas en las que destacó. A instancias de su madre comenzó a recibir clases de violín, instrumento al que cobraría gran afición y que constituiría una de las aficiones fundamentales a lo largo de su vida.


En 1894, Einstein abandonó Munich y se trasladó a Milán con su familia. Terminados sus estudios en una escuela suiza, se matriculó en 1896 en el Instituto Politécnico de Zurich. En 1901 adquirió la nacionalidad helvética y publicó su primer trabajo científico, relativo a los fenómenos de capilaridad, en la prestigiosa revista Annalen der Physik, en la cual fue publicada en 1905 su tesis doctoral sobre una nueva forma de determinar las dimensiones moleculares. También en 1905 realizó otros tres estudios, uno sobre el movimiento browniano, originado por el choque de las partículas de un líquido sobre cuerpos microscópicos introducidos en su seno, y otros dos, de extraordinaria importancia, sobre el efecto fotoeléctrico, en lo que constituiría su primer acercamiento a la teoría de la relatividad.


El efecto fotoeléctrico consiste en la emisión de electrones o partículas eléctricas elementales por determinados metales cuando sobre su superficie incide un haz luminoso. El físico Max Planck había propuesto en 1900 la teoría cuántica, según la cual la luz no era un fenómeno continuo, sino que se componía de unidades de energía o cuantos. A estas cantidades discretas, Einstein las denominó fotones y supuso que, al chocar contra el metal, podrían arrancar electrones de su superficie y ocasionar la emisión fotoeléctrica.


Poco a poco, las ideas de Einstein se generalizaron en el ámbito de los estudios físicos y, a partir de 1920, se multiplicaron las conferencias y los escritos divulgativos del científico. En 1921 recibió el Premio Nobel de física. La segunda guerra mundial y el ataque nuclear a Hiroshima y agasaki hicieron que Einstein, como otros muchos científicos, tomase partido por el pacifismo y preconizara la evolución del sentido moral de la humanidad como única forma de evitar una tragedia planetaria. El 18 de abril de 1955 murió en la ciudad estadounidense de Princeton, donde había residido los últimos años de su vida.

Repaso 3° Parcial

¿Cómo Resolver un problema de Dinámica?




A la hora de resolver un problema de Dinámica, lo primero que hemos de hacer es ver cuales son las fuerzas que actúan sobre cada uno de los cuerpos que aparezcan en el problema. Una vez hecho esto, representar el Diagrama de cuerpo libre para cada uno de los cuerpos que haya no es más que representar para cada cuerpo por separado las fuerzas que actúan sobre él. Veamos un ejemplo de como hacer esto.



Consideremos el sistema que mostramos en el dibujo, formado por dos cuerpos A y B apoyados sobre el suelo. Supongamos que sobre A ejercemos una fuerza F tal como aparece en el dibujo. Suponiendo que no existe rozamiento, vamos a tratar de calcular la aceleración con la que se mueve cada uno de los dos cuerpos.



En primer lugar, tal como hemos dicho antes, hay que ver cuales son las fuerzas que actúan sobre cada cuerpo. Estas fuerzas serán:



• Los pesos de cada uno de los cuerpos, cuyo valor es el producto de la masa del cuerpo por la aceleración de la gravedad y que están dirigidos hacia abajo,



• Las normales sobre cada uno de los cuerpos que están dirigidas hacia arriba,



• Sobre el cuerpo B la fuerza que A realice sobre él, FAB y sobre el cuerpo A, debido a la Tercera ley de Newton, la fuerza que B realizará sobre A como reacción, FBA. Los sentidos de estas fuerzas son los que se muestran en el dibujo y



• Sobre el cuerpo A, la fuerza F que le estamos aplicando nosotros.



Una vez hecho esto, representar los Diagramas de cuerpo libre es bastante sencillo. Sólo hay que ir dibujando para cada cuerpo por separado, las fuerzas que actúen sobre él, tal como se muestra en las dos figuras siguientes:








El siguiente paso para resolver el problema consiste en hacer uso de la Segunda ley de Newton para relacionar las fuerzas que actúan sobre cada cuerpo con las aceleraciones de cada uno de ellos. Como las fuerzas son vectores, habrá que aplicar la Segunda ley de Newton para cada una de las componentes de la fuerza (generalmente las componentes x e y). Para ello elegiremos un sistema de referencia. Esto no es más que decidir que dirección será el eje x y cual el eje y cuales serán los sentidos positivo y negativo. Una vez decididos cuales serán los ejes de coordenadas, sólo tenemos que escribir la ecuación F = múa para cada eje.



Comencemos con el cuerpo A. En primer lugar, vamos a elegir los ejes de coordenadas. En este caso es fácil hacer la elección, el eje x será paralelo al suelo y el eje y perpendicular a éste, tal como se muestra en el dibujo. Tomaremos como positivas la parte derecha del eje x y la parte superior del eje y



Vamos a aplicar ahora la Segunda ley de Newton en cada uno de los ejes.



En el eje y, las fuerzas que hay son la Normal y el Peso con sentido contrario. De acuerdo con el convenio que hemos decidido antes, la Normal será positiva y el Peso negativo.



Ahora bien, los dos cuerpos se van a mover por el suelo, por lo que no habrá movimiento en la dirección y. La aceleración en esa dirección debe ser, por tanto, cero.



Veamos que sucede en la dirección del eje x. Las fuerzas que hay son la fuerza F que aplicamos nosotros y la fuerza que el cuerpo B ejerce sobre A, FBA. La primera tendría sentido positivo y la segunda negativo, de acuerdo con los ejes que hemos elegido anteriormente. De esta manera, al aplicar la Segunda ley de Newton obtenemos:



F - FBA = MA•aA



Con esta ecuación no podemos calcular nada más por ahora, ya que desconocemos cuanto vale FBA. Vamos a ver entonces qué ecuaciones obtenemos para el cuerpo B.



Para el cuerpo B tomaremos el mismo sistema de ejes que para A y el mismo criterio de signos. En el eje y procedemos exactamente igual que para el cuerpo A ya que tenemos la normal y el peso solamente. Igual que entonces, la aceleración en el eje y será cero puesto que el cuerpo ni se levanta ni se hunde en el suelo.



Nos quedará entonces que:



NB = MB•g



o sea, que la normal que actúa sobre B es igual al peso de B.



En esta ecuación desconocemos tanto la fuerza como la aceleración del cuerpo B. Ahora bien, por la Tercera ley de Newton, las fuerzas FAB y FBA, tienen el mismo valor (aunque sentido contrario, tal como las hemos representado en los dibujos). Además, como los dos cuerpos se mueven conjuntamente, las aceleraciones tienen que ser las mismas ya que si no lo fueran, los cuerpos se separarían al moverse uno más rápido que el otro.



De esta forma, las ecuaciones para el eje x en los dos cuerpos quedan de la siguiente manera:



F - FBA = MA•a



FBA = MB•a



Con lo cual tenemos un sistema de dos ecuaciones con dos incógnitas (a y FBA). Si sustituimos en la primera ecuación el valor de FBA que nos da la segunda ecuación y despejamos la aceleración obtenemos:



a = F / (MA + MB)



Hemos obtenido así la aceleración con la que se mueven los dos cuerpos, que era lo que era lo que pretendíamos.









Solución de problemas de Dinámica



-¿Cómo solucionar un problema de dinámica? (Explicación paso a paso)



• Un cuerpo de 490 N se encuentra suspendido del techo por medio de dos cuerdas como se ve en la figura. Determina la tensión en cada una de ellas.

Para resolver este problema tomaremos como base dos fórmulas que tenemos para solución de éste tipo de problemas, las cuales son:



(Sen θa)(T1)+ (Sen θb) (T2)=W



(Seno del ángulo A x Tensión 1) + (Seno del ángulo B x Tensión 2)=Peso del cuerpo



(Cos θa)(T1)= (Cos θb) (T2)



(Coseno del ángulo A por la Tensión 1)=(Coseno del ángulo B por Tensión 2)









Usando ambas fórmulas y sustituyendo los datos que tenemos podemos hacer un sistema de ecuaciones para despejar las tensiones y poder determinarlas









(Sen 40°)(T1)+(Sen 50°)(T2)=490N



(Cos 40°)(T1)=(Cos 50°)(T2)









El sistema de ecuaciones quedaría así



.642T1+.766T2=490N



.766T1-.642T2=0









Multiplicando la primera ecuación por .642 y la segunda por .766 podemos eliminar T2 para encontrar el valor de la tensión 1









.412T1+.491T2=314.58N
.586T1 -.491T2=0
--------------------------
            .998T1=314.58N









        314.58N
T1= ----------      T1=315.21N
         .998




Una vez que tenemos T1 podemos despejarlo en la segunda ecuación, y nos queda









.586(315.21N) - .491T2=0
184.71N - .491T2=0



         -184.71N
T2= -------------       T2=376.19N
          -.491






De ésta manera pudimos sacar ambas tensiones, que valen 315.21N y 376.19N




• Sobre una barra uniforme de 5 m se coloca un peso de 60 N a 3 m del punto de apoyo como se ve en la figura. Calcular: a) el peso que se debe aplicar en el otro extremo para que la barra quede en equilibrio y b) la tensión que soporta el cable que sujeta la barra. Considere despreciable el peso de la barra.

Para resolver problemas de este tipo, donde hay 2 pesos colgando de una cuerda, debemos tomar en cuenta una fórmula, que es: F1(d1)=F2(d2), aquí separamos cada peso, y lo tomamos por separado.



Cuando nos piden otro peso, sólo despejamos una fuerza de la fórmula F1(d1)=F2(d2), por ejemplo en este ejemplo, para conseguir el peso que tiene signo de interrogación, y como nos dan exactamente cuánta distancia hay de la cuerda a cada peso, tenemos que F1= 60, d1= 3, F2= ? (es lo que queremos encontrar), d2= 2 entonces queda: 60(3) = ?(2), y despejamos ? queda ?=60(3)/2 o sea ?=180/2, ?=90; o sea que el otro peso es de 90 N.



Cuando nos piden la tensión de la cuerda que los soporta, sólo debemos de hacer un contrapeso, o sea, la cuerda que sostiene todo, ejerce fuerza hacia arriba, mientras que los pesos, van hacia abajo por la gravedad. Entonces usamos una fórmula que es T=W1+W2 donde T es la tensión de la cuerda, y W1 y W2 son los pesos ejercidos, entonces solo sustituimos, T= 60+90, y queda que T= 150 N

• Una viga uniforme de peso despreciable, soporta dos cargas como se ve en la figura. a) ¿Cuál es el valor de la fuerza de reacción (R) que se ejerce para equilibrar la viga? , b) ¿Dónde debe colocarse la fuerza de reacción respecto al punto A?

En este tipo de problemas, pasa lo mismo que en el problema anterior, usas las mismas fórmulas, pero en lo único que cambia, es que no te da la distancia del punto de apoyo a las fuerzas, sólo te da la distancia total de la barra, entonces, si te piden la distancia del punto de apoyo a determinado peso, debes hacer esto: aquí se complica un poquito más, aquí, F1= 300, d1= x, F2= 400 y d2= 6-x, x es porque queremos encontrar la distancia, y para que sea equilibrado y tener la otra distancia, al tamaño total de la barra que es 6 le quitamos el pedazo que queremos sacar, así ya es más fácil, entonces queda: 300(x)= 400(6-x). Multiplicamos todo y queda 300x= 2400- 400x, despejamos x y queda 300x+ 400x= 2400, sigue 700x= 2400, y queda x= 2400/700, entonces x= 3.42, y si nos pide las 2 distancias, ya sólo le restamos a 6, 3.42 o sea d2= 6-3.42.



Si te piden la fuerza de reacción, no es más que sacar la fuerza hacia arriba que hay, y esto se hace con la fórmula de T= W1+ W2, y queda que T= 300+ 400, o sea que T= 700 N

La Física de los Superhéroes

Repaso 2/3: Tiro parabólico

Se denomina movimiento o tiro parabólico cuando un objeto tiene una trayectoria que describe una parábola. Se corresponde con la trayectoria ideal de un proyectil que se mueve en un medio que no ofrece resistencia al avance y que está sujeto a un campo gravitatorio uniforme.

Puede ser analizado como la composición de dos movimientos rectilíneos: un movimiento rectilíneo uniforme horizontal (X) y un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado vertical (Y).
Tipos de tiro parabólico
Movimiento de media parábola: El movimiento de media parábola o semiparabólico (lanzamiento horizontal) se puede considerar como la composición de un avance horizontal rectilíneo uniforme y la caída libre.

El movimiento parabólico completo: se puede considerar como la composición de un avance horizontal rectilíneo uniforme y un lanzamiento vertical hacia arriba, que es un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado hacia abajo (MRUA) por la acción de la gravedad.

En condiciones ideales de resistencia al avance nulo y campo gravitatorio uniforme, lo anterior implica que:
Un cuerpo que se deja caer libremente y otro que es lanzado horizontalmente desde la misma altura tardan lo mismo en llegar al suelo.
La independencia de la masa en la caída libre y el lanzamiento vertical es igual de válida en los movimientos parabólicos.
Un cuerpo lanzado verticalmente hacia arriba y otro parabólicamente completo que alcance la misma altura tarda lo mismo en caer.

Repaso 1/3: Vectores

Para el próximo examen de física hemos preparado un repaso sobre lo que vimos esta unidad, comenzando por Vectores.




¿Qué es un vector?
Como su nombre lo dice, un Vector es una magnitud vectorial, caracterizada por tener una magnitud (o módulo), una dirección y un sentido. Para definirlo también puede decirse que un vector es una magnitud representada por una secuencia de números o componentes independientes tales que sus valores sean relacionables de manera sistemática cuando son medidos por diferentes observadores.



¿Cuáles son sus características?


Un vector se caracteriza por tener:

1) Magnitud
2) Dirección

3) Sentido

4) Origen


También siempre que se hable de vectores es importante tomar en cuenta su Marco de Referencia, pues es importante para poder poder identificar nuestro vector. Éstos marcos de referencia pueden ser un plano cartesiano, o la rosa de los vientos.




Suma de Vectores


Para sumar vectores existen 3 métodos principales:


1) Método del Paralelogramo:

Para sumar los vectores primeramente se marcan éstos (en el respectivo marco de referencia), luego deben de trazarze líneas paralelas para cada uno de los vectores, los cuales deben iniciar en la punta del vector opuesto. Una vez trazadas ambas líneas paralelas, se traza un vector cuyo origen sea el mismo que el de los otros vectores, y su final sea el punto de intersección de las líneas paralelas trazadas. El vector trazado del origen a la intersección es nuestro Vector Resultante.


Cabe mencionar que este método solo es posible utilizarse cuando los vectores se trazan con precisión, ya sea de tamaño original o a escala, pero todas las medidas deben ser precisas.

2) Método Punta-Cola:

También llamdo Poligonal, en éste método se saca la resultante al trazar el primer vector y luego en la punto de este se traza el origen del siguiente, y asi sucesivamente, y una vez colocados los vectores se traza una línea que vaya desde el origen del primer vector hasta la punta del último

3) Método Analítico

Para éste método primeramente tienen que descomponerse los vectores en sus componentes "X "y "Y" (si nos basamos en un plano cartesiano). Luego se suman todas las componentes de X y de Y, y se aplica la fórmula para sacar la resultante. Por Ejemplo:

(click a la imagen para verla completa)

Examen de fisica... que hacer?

¿Recuerdan aquel día que tuvimos exámen de física?

¿Estaban estudiando minutos antes del examen o desde el día anterior?

¿Qué hacías minutos antes del examen?

¿Que hiciste cuando termino el examen?

Hay Majo... almenos no te dormiste en el examen!