El tiempo

Empezaremos por el principio:

La física es el apartado de la ciencia que estudia las interacciones entre energía, materia, tiempo y espacio.

Vamos a conocer estos cuatro términos:

Tiempo: es la magnitud física que sirve para medir cuanto dura un proceso o la separación entre dos acontecimientos.

El tiempo nos permite distinguir tres tipos de acontecimientos respecto a otro: pasados, futuros y el resto.

El término presente es difícil de concebir, ya que el tiempo no es igual para todos. El tiempo, transcurre de manera diferente dependiendo del movimiento de un observador. Existe una paradoja que explica de manera más visual este concepto.

Paradoja de los gemelos:

Pongamos en situación a dos gemelos. Uno de ellos, se embarca en una nave espacial hacia una estrella, a velocidades cercanas a las de la luz, mientras que el otro, se que el otro se queda en tierra. Al volver, teóricamente, el gemelo que se ha embarcado tendría que ser más joven que el que se quedó en tierra.

Pero aquí llega la paradoja:

Según la mecánica Newtoniana, igual que la nave se aleja de la tierra, la tierra se aleja de la nave. Como en realidad no se puede establecer un punto fijo en el espacio (ya que la tierra también se mueve), se puede decir que la tierra se está alejando de la nave. Así, cuando el gemelo llegue a la tierra, el que tendría que ser más viejo sería el que se quedó en tierra.

Un reloj convencional mide horas, minutos y segundos, 

Generalmente, nosotros solemos medir el tiempo en segundos, minutos, horas... Pero hay muchas otras medidas, desde eones (2000 años), hasta unidades más pequeñas que el nanosegundo(0,0000000001 segundos).

Esta paradoja ha sido un misterio durante muchos años, así que se hizo un experimento. Se sincronizaron dos relojes atómicos en tierra. Después, se embarcó a uno de estos en un avión comercial, que hizo un largo viaje, aterrizando finalmente en el mismo punto el el que despegó. Después, se compararon los dos relojes. Habían unos nanosegundos de diferencia entre uno y otro.


                                                                         En futuros postes, hablaremos de la dilatación del tiempo y también de los viajes en el tiempo.

La semana que viene conoceremos la segunda parte de este concepto, el espacio.

Física fácil y simple

La energia

Empezaremos por el principio:

La física es el apartado de la ciencia que estudia las interacciones entre energía, materia, tiempo y espacio.

Vamos a conocer estos cuatro términos.

Energía: la definición en física de energía dice que esta es la capacidad para realizar un trabajo. Es decir, a mas energía mas trabajo podrás realizar. Por leyes de la física, la materia contiene energía. 

En muchas ocasiones, esta energía se desprende de la materia mediante variados procesos de desintegración.

Por ejemplo, cuando un núcleo atómico sufre una desintegración beta(para igualar el numero de protones y neutrones en un núcleo atómico), un neutron se convierte en un protón, dejando ir un electrón y un antineutrino. Aquí también se desprende energía juntamente con estas partículas.

Resumiendo, a veces, las partículas necesitan convertirse en otras diferentes mediante la desintegración. En estos procesos, se desprende una cantidad de energía.

Aquí entra en juego algo que muchos conoceréis: E=mc2. Esta formula forma parte de la famosa ``teoría de la relatividad´´ de Einstein. Esta formula establece que la energía y la masa son formas distintas de un mismo concepto. Si esto es cierto, se puede calcular la energía contenida por un cuerpo simplemente sabiendo su masa. Vamos a conocer mas a fondo esta formula:

En esta formula, la E representa la energía que contiene el cuerpo(expresada en joules). m es la masa de este cuerpo (en kg), y c2 es el factor de conversión de la materia en energía  que es igual a la velocidad de la luz (300.000.000m/s*) al cuadrado ( en m/s).

Por ejemplo, pongamos que queremos calcular la energía que contiene un kilo de agua. Pues bien, la formula seria:

E= 1 * (300.000.000)2

E= 90.000.000.000.000.000 joules

Como podemos ver, en un espacio muy pequeño de masa se encuentra una cantidad muy enorme de energía.

Pero hay un PROBLEMA.

Como hemos visto antes, en la desintegración beta, aparte de producirse energía también se producen otras partículas. Y también sabemos que estas partículas que se producen contienen aun mas energía, es decir, que en un proceso de desintegración común no se libera toda la energía que contiene el cuerpo.

Por ejemplo: Pongamos que queremos sacar el toda agua que hay en un globo, pero dentro de este globo hay  un litro de agua y dos globos mas pequeños con mas agua dentro. Al petar el globo, se caerá al suelo el litro de agua que estaba fuera de los globitos. Pero el agua de los globitos continuara dentro de ellos. Es decir, solo habremos sacado una parte del agua total del globo.

Eso es lo que pasa en la física.

Solo hay una manera de extraer toda la energía que contiene un cuerpo. Es juntar lo con una cantidad idéntica de antimateria. Por ejemplo, si quisiéramos extraer los 90.000.000.000.000.000 joules de energía que hay en un litro de agua, habría que juntar lo con un litro de antiagua. Si la desintegráramos de otra manera, no conseguiríamos extraer todos los joules, sino solo una parte.

Mas adelante veremos y profundizaremos en la antimateria, pero la semana que viene hablaremos del tiempo, el espacio y su relación

Hasta el domingo que viene;

Física fácil y simple

* La velocidad exacta de la luz es de 299.792.458 m/s, pero lo he aproximado para redondear.

La materia

Empezaremos por el principio:

La física es el apartado de la ciencia que estudia las interacciones entre energía, materia, tiempo y espacio.

Vamos a conocer a fondo estos cuatro términos:

Materia: es el termino más ``sencillo´´. Se considera materia a todo aquello que, por el simple hecho de estar en algún lugar en algún momento(es decir, en el espacio-tiempo)provoca y contiene energía  Esta materia esta compuesta por átomos, que a su vez están compuestos por protones, neutrones y electrones.

• Protones: son partículas ubicadas en el núcleo de un átomo. Tienen una carga positiva. El número de protones de un átomo determina (entre otras cosas) que numero le corresponde en la tabla periódica.
• Neutrones: son partículas también ubicadas en el núcleo de un átomo. Tienen una carga neutra (es incorrecto decir que no tiene carga). Los neutrones son importantes para la estabilidad de la mayoría de los átomos. Son ligeramente mas pesados que los protones (1,00137 veces mas).
• Electrones: son partículas ubicadas en la parte exterior del átomo. Orbitan alrededor del núcleo. Tienen una carga negativa. Son mucho mas ligeros que los protones y que los neutrones(1836 veces mas respecto los protones y 1838 respecto los neutrones).

Los protones y los neutrones están formados por otras partículas más pequeñas, los quarks. Hay seis tipos diferentes, cada uno con una carga:

• Up (Arriba) --> +2/3 de carga
• Down (Abajo)--> -1/3 de carga
• Charm (Encanto)--> +2/3 de carga
• Strange (Extraño)--> -1/3 de carga
• Top (Cima)--> +2/3 de carga
• Bottom (Fondo)--> -1/3 de carga

Un protón está formado por 2 quarks arriba y 1 quark abajo: + 2/3 + 2/3 - 1/3 = +1

Un neutrón está formado por 1 quark arriba y 2 quarks abajo: -1/3 - 1/3 + 2/3 = 0

Los electrones no están compuestos por quarks, ya que pertenecen a una clase distinta que los protones y neutrones.


A parte de la materia que está formada por átomos  hay otra parte de la materia que no esta formada por quarks, como los neutrinos, los fotones, los bosones, etc...




La próxima semana veremos que es la energía y como se comporta.

No os olvidéis de plantear cualquier pregunta que tengáis

Hasta el domingo que viene;

Fisica fácil y simple

Hola amigos,

Este es un blog donde vamos a aprender física, esa materia que nos cuesta a tantos. La idea principal es que vaya subiendo un post cada domingo. Hablaremos sobre todos los temas de la física actual, y también podemos hablar sobre futuros avances en esta. Si tienen alguna idea sobre un tema que pueda postear no duden en decírmela.

Atentamente;

Física fácil y simple