Aplicación de la física en otras ciencias y en la ingeniería ambiental
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El documento analiza la relación entre la física y diversas ciencias, destacando su aplicación en la ingeniería ambiental. Se enfatiza cómo la física es fundamental para comprender fenómenos naturales y resolver problemas ambientales, y se refuerza la idea de que sin la física, muchas ciencias y tecnologías actuales no existirían. Además, se menciona la importancia de la física en el desarrollo de conocimientos y técnicas que ayudan a lograr un ambiente más sano y sostenible.
Aplicación de la física en otras ciencias y en la ingeniería ambiental
- 1. RELACIÓN DE LA FÍSICA CON OTRAS CIENCIAS Y APLICACIÓN EN LA INGENIERÍA AMBIENTAL DIEGOALEJANDRO LOPEZ NARANJO FUNDACION UNIVERITARIA DE SAN GIL – UNISANGIL INGENIERÍA AMBIENTAL YOPAL – CASANARE 2015
- 2. RELACIÓN DE LA FÍSICA CON OTRAS CIENCIAS Y APLICACIÓN EN LA INGENIERÍA AMBIENTAL DIEGOALEJANDRO LOPEZ NARANJO ING. QUEVIN JOHAN BARRERA FISICA 1 FUNDACION UNIVERITARIA DE SAN GIL – UNISANGIL INGENIERÍA AMBIENTAL YOPAL – CASANARE 2015
- 3. OBJETIVOS Darme cuenta de la aplicación de la FISICA en las distintas disciplinas, en las ciencias más comunes que llevan siglos de estudio. Saber lo importante que es la FISICA dentro de la ingeniería ambiental.
- 4. Física en la astronomía Desde el principio del conocimiento, el hombre, siempre ha sentido curiosidad por los fenómenos que ocurren a su alrededor. Esta curiosidad, llevó a que surgiera el llamado método científico, que intentaba explicar de modo racional por qué o como de las cosas. Vemos que en la antigüedad todo lo que no se podía explicar era trasladado en forma oral o escrita a las generaciones en un conocimiento vulgar. Todos los hechos que se manifestaban en la naturaleza eran interpretados como divinos. Los adjudicabanadiosesomitosy leyendasparaasí tratar de ocultar la falta de un método de observación e interpretación. Los egipciossonunclaro ejemplode culturaentransición,algunas cosas las atribuían a dioses poderosos, por ejemplo el cambio del día a la noche. Ellos le daban nombre a esos astros como Ra para el Sol, Isis para la luna. Peroa la hora de construirsus monumentalespirámidesse basaronenmisteriososcálculos de matemáticas y posición de algunos astros para dar dimensiones a esas colosas e inmortales obras que nos han legado. Con el correrde lossiglosmuchosfueron los hombres que intentaron separar las divinidades de la explicación de los fenómenos desconocidos. Así surgió el método científico, que básicamente consiste en Observar, Experimentar e Interpretar. Los primeros científicos o físicos eran personajes que dominaban muchas ciencias. Este conocimientollevóavariosde ellos de ser acusados de locos o poseídos porque la gente sencillanoteníala formaciónsuficienteparaestablecerque era una nueva forma de traspasar las barreras ideológicas que hasta ese momento dominaban el pensar . La teoríade Aristótelessobre laconformacióndelSistemaSolarconcentroenla Tierray el Sol, la luna y los planetas girando alrededor de ella, fue una verdad aceptada por mucho tiempo. Es más, la Iglesia tenía en el Renacimiento la total convicción de que ello era así porque coincidía con las interpretaciones que se sacaban de la Biblia y la creación del Universo por parte de Dios. Física con Biología El relacionar la Física con la Biología nos lleva a pensar en la BIOFISICA. La Biología es la ciencia que estudia todo lo referente a los seres vivos y su habitat. Desde el puntode vistacientíficolavidao losseresvivosestáncompuestosesencialmente por elementos físicos y químicos.
- 5. Los aportesde la físicaa el estudiode losseresvivos,hapermitidodesentrañarlosmisteriosos antiguamente secretos, de la unidad fundamental de la vida : La célula. Por mediode losdescubrimientosde laposibilidad de amplificar las imágenes de los cuerpos celestes,surgióenlaramade la Optica un avance que permitió a los biólogos y médicos de la antiguedad , acceder a poder observar el mundo de lo diminuto. Por mediode los microscópios oculares de lentes, fueron posibles los análisis de numerosas muestras de tejidos. Fueronposiblesde aislarydescubrir organismos que no podían ser vistos de otra manera. Así de esta forma se combatieron numerosas enfermedades que se consideraban pestes inc También la RADIOTERAPIA y la QUIMIOTERAPIA son importantes aportes de los descubrimientos de los físicos. Física con Deportes Las leyes físicas quedan relacionadas con los deportes y la gimnasia desde el punto de vista que nuestros movimientos están regidos por la gravedad. En efecto, la atracción que ejerce sobre nuestro cuerpo, la atracción gravitatoria de la tierra. La estructuraóseade nuestro organismo, desde nuestros primeros pasos en la infancia,debe luchar por conseguir una posición de equilibrio cuando estamos parados o nos desplazamos. El pesoque nosda la balanzaesel fiel reflejode lamasaque constituye nuestroorganismoyla aceleración de la gravedad 9,8 m/s. Estudiando dicha fuerza, vemos que dependiendo de este parámetro, si estuviéramos en la Luna "pesaríamos menos" pues allí la aceleración de la gravedad sería menor. Esto lopudieroncomprobarlosprimeros astronautas que pisaron la Luna, los cuales llevaban zapatos de plomo para evitar que flotaran en el vacío y no se pudieran desplazar. La principal manifestación de la fuerza de la gravedad es cuando pretendemos saltar hacia arriba. Nuestro impulso nos eleva hasta cierto punto y luego la tierra nos atrae hacia ella. Los gimnastasolímpicosutilizantécnicasque le permitenmediante la utilización del principio del equilibrio. Esta impresionante toma fotográfica revela el momento en que se produce la igualdad de la fuerza de impulso con la fuerza de la gravedad. La presenciade atmósferaennuestroplaneta,tambiéntiene unaimportante manifestaciónen el deporte. La densidad del aire crea una resistencia a todo cuerpo que se desplaza.
- 6. Esto se conoce como fuerza de rozamiento o fricción. Los ciclistas han adoptado una serie de configuraciones en sus cascos y bicicletas para minimizar el efecto de frenado que ejerce el aire en sus cuerpos. El presentar un perfil muy agudo, ayuda a que las líneas de presión rodeen el objeto que se desplaza y ejerzan la mínima resistencia. Física con Química La Química es una de las ciencias que mas afinidad tiene con la Física. En efecto, los fenómenos físicos ocurren generalmente en conjunción con los químicos. Basta ver las manifestaciones de nuestro entorno para poder aplicar esta situación. No olvidemosque química+física=Biología,osea lamanifestaciónde la vida y los seres vivos. Muchos físicos también contribuyeron a descubrir fenómenos químicos dado que en sus experimentos utilizaban reacciones químicas que originaban reacciones físicas. Un claro ejemplo de ello ha sido la búsqueda de la estructura y funcionalidad del átomo. Recordemos que de una reacción en cadena, cuando un átomo radiactivo inestable es bombardeado por un neutrón se produce un estallido del núcleo del mismo y sus componentes a su vez rompen otros núcleos generando más colisiones. Esto es una reacción química y su manifestación física es la generación de una inmensa cantidad de energía en forma de calor. Llamamos a esto reacción de fusión nuclear. Física con Dibujo, Matemáticas, Filosofía , Literatura e Historia. Todas las enseñanzas que dejan las personas que se destacan sobre todo en las Ciencias, fueron muchas veces fruto de el pensar el porque de las cosas. Dentro de la Filosofía encontramos una rama de ella que se define como Lógica. Qué es Lógica ? Simplemente es la interpretación coherente de un hecho . Como la física estudiaba los fenómenos que aparentemente no tenían lógica o no podían ser explicados, muchos científicos fueron descubriendo hechos o pautas que los inducían a desarrollar un método para encontrar la respuesta a estos aparentes misterios. Recordemos además que la filosofía es el arte de pensar y de conocimiento de hombre.
- 7. Durante muchos años en la antigüedad, la filosofía se apoyó en la religión para contestar muchas interrogantes que se planteaban. Con laaparicióndel métodocientíficolafilosofíase separade lareligióne inclusose planteael tema de la existencia de Dios. Se cuestiona básicamente si realmente existe o es el fruto de la imaginación del hombre. Muchos físicos también se destacaron en filosofía y matemáticas. Porque finalmente tenemos que son doctrinas que se funden en el conocimiento de la naturaleza. Newton con su tratado de Principia, estableció las leyes que regían el movimiento de los astros,estoshechosfueronel resultadode innumerablescálculosmatemáticos,yaque toda la física es también interpretación matemática. Los resultadosde aplicarfórmulas y datos conllevan a obtener un valor que es una exactitud. TambiénNewtontrabajó en dar a conocer sus trabajos de cálculos diferenciales e integrales. Las seriesbinomialesque estudiaremosenlos próximos años en el curso dematemáticas, son fruto de sus estudios en cálculos. Su obra sobre la mecánica celeste y la gravitación universal lo dice todo: Principios matemáticos de la filosofía natural. Ciencias conjuntas para explicar un fenómeno natural: El movimiento del Sistema Solar. Oersted el físico y químico danés también incursionó en muchos tratados filosóficos. André Marie Ampére, inspirado el los trabajos de Oersted sobre los campos magnéticos creados por la corriente eléctrica cundo circula por un conductor también fue filósofo y matemático. Su obra Teoría matemática de los fenómenos electrodinámicos lo llevaron a su famosa ley . Pierre Laplace basadoenlos estudios de Newton también se destacó en las matemáticas con su Tratado de Teoría analítica de las probabilidades. El relacionar la Física con el dibujo es decir todo. No sólo con palabras se pueden interpretar hechos, sino que expresarlos en forma gráfica ayuda a entenderlos y plasmar lo que con ideas se relata. Finalmente muchos trabajos científicos fueron considerados obras literarias. Peronosotrospensamostambiénque una obra literaria que trata con la física y otras ciencias es lo que conocemos como Ciencia Ficción. En efectosi pensamosengrandesescritoresdebemosdestacar a dos que nos paracen los más importantes. JulioVerne,escritorfrancésconsideradocomounode los grandes genios por sus invalorables obras que dejabantraslucirsupensamientofuturistay que luego mucho de lo que escribió se hizo realidad.
- 8. Sus obras, Viaje a la Luna, simboliza el deseo de alcanzar ese mágico astro por medio de un gran cañón que dispararía un bala en cuyo interior iban astronautas. 5 semanas en Globo, espectacular obra a cerca de un explorador que recorría el interior del Africa en un globo con hidrógeno que tenía la particularidad de ascender y descender por medio del calor generado por un serpentín alimentado por una serie de baterías Bunsen. 20000 Leguas de viaje submarino, obra que lo consagró por su inventiva de surcar los mares de la tierra a través de un submarino capitaneado por el Capitán Nemo. Movidopor energía eléctrica y dando luz con un arco, cuando faltaban muchos años para que Edison fabricara su lamparita. Ingeniería Ambiental y Física La palabraIngenieríaAmbiental se divideendospartes:La primerahabla de la Ingeniería, que es el conjunto de conocimientos y técnicas científicas aplicadas a la creación, perfeccionamiento e implementación de estructuras para la resolución de problemas que afectanla actividadcotidianade lasociedad.Lasegunda,comosunombre lo indica, se refiere a la parte Ambiental. Si las juntamosobtenemoslaIngenieríaAmbiental;que sería un conjunto de conocimientos y técnicas científicas aplicados a la resolución de problemas ambientales relacionados con el desarrollo y avance de la sociedad. El Ingeniero Ambiental, debe tener la capacidad para identificar, comprender y proponer alternativas de solución a dificultades medioambientales, empleando conocimientos científicos y tecnológicos, buscando el desarrollo sostenible en beneficio del hombre, la sociedad y la naturaleza. Y es allí donde la Física cumple un papel fundamental en ese aprendizaje de conocimientos científicos. La Física aplica en TODOS los fenómenos naturales. Un Ingeniero Ambiental debe conocer y aplicar conceptos físicos para la realización de proyectos ambientales, debe interpretar los fenómenos de la naturaleza por medio de expresiones o modelos matemáticos, físicos y/o químicos relacionados con el ámbito ambiental. Por ejemplo, el Ingeniero Ambiental aplica la Física para operar sistemas de tratamientos de aguas residuales,parasistemasde recolecciónytratamiento de residuos, para hacer estudios de contaminación,paraotorgar licenciasambientalesalasconstrucciones,entre muchas otras aplicaciones. Por eso, la física está considerada como una Ciencia Básica para un Ingeniero Ambiental; Sino sabemos física, no somos Ingenieros, es así de simple. Pero otro detalle que es importante, es que un Físico puede aplicar la Ingeniería Ambiental para comprender muchos fenómenos, por ejemplo, para el estudio dela energía y sus interacciones, ya que todo lo que es el medio ambiente es energía; También para diseñar sensores para detección de contaminantes, o temas similares de adquisición de datos combinando electrónica, química y biología, etc. Queda claro entonces que la Física es necesaria para el estudio de la Ingeniería Ambiental, y por ende, para la consecución de un ambiente más sano y sostenible.
- 9. CONCLUSIONES La FISICA, es una ciencia muy importante, ya que está presente un muchas ciencias y disciplinas, incluyendo que esta la mayor parte del tiempo en nuestro diario vivir. Sin la física, el mundo de hoy tendría muchas preguntas sin respuesta, y muchas ciencias derivadas de la física no existirían. Me di cuenta la importante relación directa que hay entre la ingeniería y la física.