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1 FÍSICA Universo - Energía Masa - Aceleración Fuerza - Velocidad Tiempo

Daniel A Galatro 2014 Esquel – Chubut - Argentina


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Si bien no podemos asegurar que el Universo que conocemos comenzó alguna vez…

TODO LO QUE INTERESA A LA MAYOR PARTE DE LOS CIENTÍFICOS COMENZÓ CON EL UNIVERSO.

Y entonces, veamos qué dice el diccionario acerca de qué es el Universo. Siendo, como parece ser, lo más importante de lo que materialmente existe, resulta algo sorprendente que encontremos que “Universo” define al mundo, a todo lo creado. Si es todo lo creado, presupone un creador, alguien que sacó el Universo “de la nada”. Por tanto, si desapareciera de pronto el Universo, quedaría quizá al menos su creador original, suponiendo que ha sobrevivido luego de la creación. Y, siguiendo al diccionario, ese creador no estaría dentro de “todo lo creado”, esto es, siempre estuvo y tal vez siempre estará, pues no podríamos sustituirlo por otro. Nuestro complejo y a la vez sencillo universo tiene muchos misterios fundamentales sin resolver: cómo comenzó (si fue creado alguna vez y no estuvo desde siempre), cuándo comenzó (algunos arriesgan unas fechas posibles o niegan ese principio de todo lo material), si terminará en algún momento o si se retroalimentará de sus propios elementos y así logrará el reciclado permanente que lo mantendrá cambiando siempre para, en definitiva, seguir siendo siempre más o menos lo mismo. Ante tantas y tan desconocidas posibilidades, acordemos que el Universo del que hablaremos es inicialmente eso, una posibilidad de existencia de algo, oponiéndola a la inexistencia de ese algo, estado al que llamaremos “la Nada”. Y necesitamos dar algún nombre a esa posibilidad, por lo que la denominaremos “energía”, pues históricamente se la conoce así.

Daniel A Galatro 2014 Esquel – Chubut - Argentina


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Imaginemos que en algún lugar, o en muchos, o en todos, existe esa energía capaz de convertirse en múltiples variantes de sí misma. Y que podemos asignarle una característica fundamental que tiene que ver con sus distintas formas de manifestarse, algo así como si pulsara, como si latiera, como si vibrara con diferentes ritmos o “frecuencias”. Entre todas ellas, unas que nos interesan por encima de las otras: las que conforman lo que llaman “masa”, una variedad determinada de energía que miles de millones de años después (suponiendo que el llamado “tiempo” exista) sería la que nos conforma a nosotros, partícipes y espectadores de todas estas cuestiones. Entonces, y como consecuencia de nuestra real incapacidad para comprender más de lo realmente “es”, nos quedaremos con algunos elementos básicos que constituyen la naturaleza: la energía, la masa y el tiempo.

Esa porción de energía que hemos dicho varió en su frecuencia de vibración para merecer una identidad como “masa” formó, según gente que dice saber, un único minúsculo punto que luego fue evolucionando para ir convirtiéndose en galaxias, planetas, satélites, rocas, y por estos tiempos en “seres vivos” como nos llamamos nosotros. Todos formados por partículas absolutamente iguales dentro de una variedad que no va más allá del centenar: los que conocemos como átomos y que a su vez también están integrados por otros ingredientes menores (protones, neutrones y electrones) constituidos por masas aún más pequeñas. Entonces, ¿qué sabemos realmente acerca de lo que habría que saber? Poco y nada, pero suficiente para crear “modelos”, es decir, conceptos abstractos que permiten, por ejemplo, prever comportamientos. Esos modelos tendrán validez hasta que no puedan explicar algún fenómeno que se perciba y, entonces, como el fenómeno es real pero el modelo es una suposición, habrá que cambiar por un modelo mejor. La masa era antes llamada “materia” para diferenciarla de la “energía”. Prefiero considerar que masa y energía, juntas e interactuando, son la materia o asunto del Universo tal como lo estudiamos. Podemos suponerla formada por átomos de diferentes elementos que se enlazan para formar compuestos, un tema propio de los llamados “químicos”, físicos que estudian esos aspectos de la materia. Daniel A Galatro 2014 Esquel – Chubut - Argentina


4 Veamos unos trozos de masa que constituyen las famosas pirámides de Egipto. Alguna vez estuvieron entre las construcciones más grandes del planeta Tierra (mal llamado “mundo”). Vemos que esas masas convencen a cualquiera de que son sólidas, difíciles de penetrar, pesadas, y gozan de unas cuantas propiedades más. Pero también cualquier humano muy antiguo hubiera dicho que están quietas, absolutamente quietas. Y si estrellas, sol y planetas transitan por encima de ellas es por que todo el llamado “cielo” se mueve alredor de la Tierra. Por ejemplo, el sol se nos muestra por el Este y desaparece por el Oeste. Falso. Es sol se mueve, pero no tanto. Casi no percibimos cuando circula por su trayectoria. Pero nuestro planeta sí se mueve, rotando alrededor de su eje y trasladándose alrededor del sol, y este movimiento nos sorprende cada día cuando amanece y anochece, y cuando las cuatro estaciones se van desarrollando durante el año. Entonces, indudablemente, las pirámides de Egipto no están quietas: se mueven alrededor del eje de la Tierra, con la Tierra alrededor del sol, con el sol dentro de la Vía Láctea (nuestra galaxia) y con ella por otros lugares del Universo. Ya estamos seguros de que todo lo que vemos en el Universo está en movimiento. Echa una mirada a lo que te rodea y a ti mismo. Está circulando por el Universo a velocidades enormes. Pero al ser humano le llevó miles de años darse cuenta. Entonces consideró que lo rodeaban dos tipos de masas: las que estaban en movimiento y las que permanecían quietas. Hoy, por comodidad, seguimos empleando el mismo criterio (ya sabes que usamos “modelos” que no son la verdad sino que solamente la intentan representar). Y mientras los resultados sean satisfactorios, lo seguiremos haciendo. Inventemos la quietud. Si digo que en estos momentos, sentado ante mi escritorio tipeando en la computadora, yo estoy quieto, entonces cada elemento del resto del Universo tiene dos posibilidades: está siempre en una misma posición respecto de mí o está cambiando de posición. En el primer caso diré que, al menos en relación conmigo, está “quieto”. En el segundo caso diré que, también en relación con mi posición, está “en movimiento”. Daniel A Galatro 2014 Esquel – Chubut - Argentina


5 Ahora bien, cuando “se mueve” ¿quién lo hace mover? Si lo que veo es siempre “masa” y la única otra cosa que aceptamos fue la “energía”, entonces la energía se comunica con la masa y la hace cambiar su posición en el espacio. Cuando la energía provoca un cambio en el movimiento de la masa decimos que ha aparecido un “mensajero” invisible que se manifiesta por su acción. Es lo que llamamos “fuerza”. Y el cambio producido en la situación de la masa recibe ese mismo nombre en griego: “aceleración”. La fuerza es la causa y la aceleración es la consecuencia. No habrá aceleraciones que no sean causadas por fuerzas. En un movimiento, la fuerza aplicada a una masa provocará una aceleración. Entonces dejamos en claro que “un cuerpo se mueve cuando cambia de posición con respecto a otro considerado fijo”. Lo subrayado aclara que ningún cuerpo de mueve “absolutamente” sino “relativamente”, esto es, en relación a otro que decidimos tomar como “quieto”. Los puntos que va ocupando el cuerpo a medida que se mueve conforman lo que se llama su “trayectoria”. Pero en nuestras consideraciones mencionamos un “tercero en discordia”, un elemento que acompaña el desarrollo de los fenómenos y determina algunas de sus características: el “tiempo”. ¿Qué es el tiempo? Es la duración de las cosas sujetas a cambio, el período durante el cual sucede algo. La definición no ayuda a comprenderlo porque es más una cuestión de “intuición” confirmada por algún tipo de dispositivo creado para intentar medirlo. El Universo suele ser un reloj bastante confiable. Es posible, aunque normalmente no lo consideramos, que ese dispositivo presente fallas pero en general se comporta bien. El tiempo no hace que ocurran los cambios. Solamente los acompaña como un espectador obligado que interfiere de algún modo en los fenómenos. Porque un cambio o aceleración lo medimos habitualmente confrontándolo o alineándolo con el tiempo transcurrido. Cuando decimos que un cuerpo “se mueve” estamos refiriéndonos a que cambia de posición. Estaba en un lugar y ahora está en otro. Recorrió alguna trayectoria, que llamamos “espacio” o “distancia”. Y para trasladarse “consume” algún tiempo. Daniel A Galatro 2014 Esquel – Chubut - Argentina


6 Aparece entonces una relación que constituye una nueva magnitud como lo era el espacio. Es el cociente entre el espacio recorrido y el tiempo empleado (espacio/tiempo) y ese valor lo llamamos “velocidad” . Habrá movimientos en los que ese valor sea cero, cuando decimos que el cuerpo está quieto. Pero también habrá movimientos en los que ese valor sea constante, es decir, sin cambios. En ambos casos no habrá una fuerza cambiando cosas y, por tanto, no habrá aceleración. Diremos que el movimiento es “uniforme”. También habrá movimientos en los que la velocidad varíe, es decir, se apreciará un cambio y habrá aceleración. En esa situación, el movimiento no será “uniforme” sino “variado”. Y esos asuntos, que pertenecen a áreas de la Física que estudian la “Mecánica”, será tema de otro trabajo.

Prof. Daniel Aníbal Galatro danielgalatro@gmail.com

Daniel A Galatro 2014 Esquel – Chubut - Argentina

Basicos 1 fisica  
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