Explorando la Física: Teorías Clásicas, Cuánticas y Leyes Fundamentales del Movimiento

Teorías Físicas Fundamentales: Conceptos y Principios Esenciales

Una teoría es un esquema conceptual que se postula para explicar los fenómenos que observamos y la relación que existe entre ellos. En una única estructura, resume conceptos, leyes, principios, hipótesis y observaciones que pueden o no provenir de un mismo campo. Intenta interpretar lo desconocido a través de fenómenos conocidos.

1. Mecánica Newtoniana

Se conoce como mecánica clásica a la descripción del movimiento de cuerpos macroscópicos a velocidades muy pequeñas en comparación con la velocidad de la luz. Existen dos tipos de formulaciones de esta mecánica, conocidas como mecánica newtoniana y mecánica analítica.

2. Electromagnetismo

El electromagnetismo describe la interacción de partículas cargadas con campos eléctricos y magnéticos. Se puede dividir en electrostática, el estudio de las interacciones entre cargas en reposo, y electrodinámica, el estudio de las interacciones entre cargas en movimiento y la radiación. La teoría clásica del electromagnetismo se basa en la fuerza de Lorentz y en las ecuaciones de Maxwell.

3. Relatividad

La relatividad es la teoría formulada principalmente por Albert Einstein a principios del siglo XX, y se divide en dos cuerpos de investigación: la relatividad especial y la relatividad general.

4. Termodinámica

La termodinámica trata los procesos de transferencia de calor, que es una de las formas de energía, y cómo se puede realizar un trabajo con ella. En esta área se describe cómo la materia en cualquiera de sus fases (sólido, líquido, gaseoso) va transformándose.

5. Mecánica Cuántica

La mecánica cuántica es la rama de la física que trata los sistemas atómicos y subatómicos, y sus interacciones con la radiación electromagnética, en términos de cantidades observables. Se basa en la observación de que todas las formas de energía se liberan en unidades discretas o paquetes llamados cuantos.

Leyes de Newton: Fundamentos del Movimiento

Primera Ley: Ley de Inercia

Todo cuerpo libre, sobre el que no actúa ninguna fuerza, mantiene su estado de movimiento, ya sea en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme. El principio de inercia se cumple cuando no actúan fuerzas sobre un cuerpo o cuando las fuerzas que actúan se contrarrestan entre sí. En estos casos, es cuando decimos que el cuerpo está en equilibrio. Según esta ley, podríamos decir que el efecto de las fuerzas no es mantener el movimiento, como pensaba Aristóteles, sino modificarlo, es decir, acelerarlo.

Segunda Ley: Ley Fundamental de la Dinámica

La aceleración de un cuerpo es proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él e inversamente proporcional a su masa. Se expresa con la fórmula: a = Fneta / Masa.

Tercera Ley: Acción y Reacción

Siempre que un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro, este segundo cuerpo ejerce una fuerza igual y de sentido contrario sobre el primero. Se representa como: Fab = -Fba.