0.1: La ciencia y el reino de la física, las cantidades físicas y las unidades
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¿Cuál es tu primera reacción cuando escuchas la palabra “física”? ¿Te imaginaste trabajar a través de ecuaciones difíciles o memorizar fórmulas que parecen no tener un uso real en la vida fuera del aula de física? Mucha gente llega al tema de la física con un poco de miedo. Pero a medida que comiences tu exploración de este amplio tema, pronto te darás cuenta de que la física juega un papel mucho más importante en tu vida de lo que pensaste al principio, sin importar tus metas de vida o elección de carrera.
Por ejemplo, echa un vistazo a la imagen de arriba. Esta imagen es de la Galaxia de Andrómeda, que contiene miles de millones de estrellas individuales, enormes nubes de gas y polvo. Dos galaxias más pequeñas también son visibles como manchas azules brillantes en el fondo. A unos asombrosos 2.5 millones de años luz de la Tierra, esta galaxia es la más cercana a nuestra propia galaxia (que se llama la Vía Láctea). Las estrellas y los planetas que componen Andrómeda podrían parecer lo más alejado de la vida cotidiana de la mayoría de las personas. Pero Andrómeda es un gran punto de partida para pensar en las fuerzas que mantienen unidas al universo. Las fuerzas que hacen que Andrómeda actúe como lo hace son las mismas fuerzas con las que nos enfrentamos aquí en la Tierra, ya sea que planeemos enviar un cohete al espacio o simplemente levantar los muros para un nuevo hogar. La misma gravedad que hace que las estrellas de Andrómeda giren y giren también hace que el agua fluya sobre presas hidroeléctricas aquí en la Tierra. Esta noche, tómate un momento para mirar a las estrellas. Las fuerzas allá afuera son las mismas que las de aquí en la Tierra. A través de un estudio de la física, se puede obtener una mayor comprensión de la interconexión de todo lo que podemos ver y conocer en este universo.
Piensa ahora en todos los dispositivos tecnológicos que usas de forma regular. Computadoras, teléfonos inteligentes, sistemas GPS, reproductores MP3 y radio satelital pueden venir a la mente. A continuación, piense en las tecnologías modernas más emocionantes de las que haya escuchado en las noticias, como los trenes que levitan por encima de las vías, las “capas de invisibilidad” que doblan la luz a su alrededor, y los robots microscópicos que combaten las células cancerosas en nuestros cuerpos. Todos estos avances innovadores, comunes o increíbles, se basan en los principios de la física. Además de desempeñar un papel importante en la tecnología, profesionales como ingenieros, pilotos, médicos, fisioterapeutas, electricistas y programadores informáticos aplican conceptos de física en su trabajo diario. Por ejemplo, un piloto debe entender cómo las fuerzas del viento afectan una trayectoria de vuelo y un fisioterapeuta debe entender cómo los músculos del cuerpo experimentan fuerzas a medida que se mueven y se doblan. Como aprenderás en este texto, los principios de la física están impulsando nuevas y emocionantes tecnologías, y estos principios se aplican en una amplia gama de carreras.
En este texto, comenzarás a explorar la historia del estudio formal de la física, comenzando por la filosofía natural y los antiguos griegos, y conduciendo a través de una revisión de Sir Isaac Newton y las leyes de la física que llevan su nombre. También se le presentarán los estándares que utilizan los científicos cuando estudian cantidades físicas y el sistema interrelacionado de mediciones que la mayoría de la comunidad científica utiliza para comunicarse en un solo lenguaje matemático. Finalmente, estudiará los límites de nuestra capacidad de ser precisos y precisos, y las razones por las que los científicos hacen todo lo posible para ser lo más claros posible con respecto a sus propias limitaciones.