Espacio, Tiempo e Impulso

Introducción

La observación y el estudio de los movimientos
han atraído la atención del hombre desde tiempos
remotos. Así, es precisamente en la antigua Grecia en
donde tiene su origen la sentencia "Ignorar el movimiento es
ignorar la naturaleza", que refleja la importancia capital que se
le otorgaba al tema. Siguiendo esta tradición,
científicos y filósofos observaron los movimientos
de los cuerpos y especularon sobre sus
características.

Espacio y
Tiempo

-Espacio:

La palabra espacio implica otros conceptos secundarios
como lo son la distancia y la longitud. Así, por ejemplo,
una longitud constituye un espacio unidimensional; dos longitudes
constituyen un espacio bidimensional, y tres longitudes
constituyen un espacio tridimensional. Al espacio se le asigna la
longitud como su propiedad básica.

–Tiempo:

El tiempo es considerado como el intervalo de
duración de un fenómeno. Así, por ejemplo,
el intervalo transcurrido entre el momento de la luz de un
relámpago y el momento del sonido del trueno.

Unidades y
Sistemas de Unidades

• La medición:

Es una técnica a través de la cual se le
asigna un número a una propiedad física, como
resultado de comparar dicha propiedad con otra similar
seleccionada como patrón, la cual ha sido adoptada como
unidad. El resultado de una medición es un número
acompañado de una unidad correspondiente.

• Magnitudes:

Una magnitud se define como toda aquella propiedad que
puede ser medida. Son magnitudes: la temperatura, la masa, el
tiempo, la longitud, el volumen, la superficie, la velocidad, la
fuerza.

• Clasificación de las
  magnitudes:

Las magnitudes para su estudio se
clasifican en magnitudes fundamentales y magnitudes
derivadas.

-Magnitudes fundamentales: son aquellas que no provienen
de otras magnitudes o que no pueden ser definidas con respecto a
las otras magnitudes y con las cuales la física puede ser
descrita. La física considera actualmente como magnitudes
fundamentales: la longitud, la masa, el tiempo, la intensidad de
la corriente eléctrica, la cantidad de sustancia, la
temperatura y la intensidad luminosa.

-Magnitudes derivadas: son aquellas que provienen de la
combinación de los magnitudes fundamentales a
través de relaciones matemáticas. Entre las
magnitudes derivadas tenemos: la velocidad, la fuerza, la
aceleración, el trabajo mecánico y la potencia
mecánica.

• Unidades:

Cada una de las magnitudes, tanto fundamentales como
derivadas posee su correspondiente conjunto de unidades. Esto nos
indica que para medir una magnitud se hace necesario el uso de
las unidades.

• Clasificación de las unidades:

Las unidades se clasifican en: fundamentales, derivadas
y secundarias.

-Las unidades fundamentales: son las unidades de las
magnitudes fundamentales que, elegidas libremente, se fijan como
base del sistema.

Para la magnitud de longitud la unidad fundamental es el
metro.

Para la magnitud masa la unidad fundamental es el
kilogramo.

Para la magnitud tiempo la unidad fundamental es el
segundo.

-Las unidades derivadas: son aquellas que provienen de
la combinación de las unidades fundamentales.

Al calcular el área de un rectángulo
estamos haciendo el producto de dos longitudes expresadas cada
una en metros.

Sistemas de
unidades

Un sistema de unidades es un conjunto de unidades
formado, tomándose una unidad de cada magnitud.

En física, a los largo de los años se
usaron numerosos sistemas de unidades, pero no fue sino a partir
de 1960 en la XI Conferencia General de Pesas y Medidas, cuando
un comité internacional se encargó de establecer
las reglas para seleccionar un conjunto de patrones, partiendo de
las magnitudes fundamentales. El sistema establecido es una
adaptación del sistema métrico decimal y recibe el
nombre de Sistema Internacional de Unidades, el cual se abrevia
así SI.

Según el Sistema Internacional, las magnitudes
fundamentales de la física son siete, las cuales son
mostradas en la siguiente tabla con sus respectivas unidades y
símbolos:

-Otros sistemas de unidades:

Existen otros sistemas de unidades, los cuales trabajan
con las mismas magnitudes fundamentales: longitud, masa, tiempo,
que sólo se diferencian por las unidades que
utilizan.

• Notación
  Científica:

La notación científica sirve para expresar
en forma cómoda aquellas cifras de números enteros
muy grandes o decimales extremadamente pequeños. Para
entender la forma de escribir los números en
notación científica recordemos que éstos
pueden escribirse en potencia de base diez.

En general, la notación
científica se define así:

Es la forma de escribir un número en potencias de
base diez como producto de dos factores, siendo el primer factor
un número comprendido entre 1 y 10 y el segundo una
potencia de base diez con exponente entero.

• Forma de expresar un número en
  notación científica

Un número puede escribirse en notación
científica a través de los siguientes
pasos:

-Primer paso:

Se desplaza la coma hacia la izquierda o hacia la
derecha, de acuerdo al caso, hasta obtener un número
comprendido entre 1 y 10.

-Segundo paso: El exponente de la base diez queda
determinado de acuerdo al número de cifras que la coma se
desplazó. Si las cifras las contamos hacia la izquierda el
exponente es positivo; en cambio si las contamos hacia la derecha
es negativo.

Práctica

Se llevó a cabo un experimento, con la finalidad
de demostrar la aplicación de un impulso en un determinado
movimiento.

En esta práctica de laboratorio se emplearon los
siguientes materiales: un balón de básquet, el cual
fue el cuerpo para la demostración, y una cinta
métrica para determinar las variaciones de altura. El
experimento consistió en lanzar el objeto, en este caso el
balón, desde la altura máxima de la cinta
métrica, es decir 1.5 m; al tocar el suelo el balón
rebotaría y alcanzaría una determinada
altura.

La velocidad es negativa, puesto que es hacia
abajo,

• Cantidad de movimiento:

Conclusión

-De acuerdo con Einstein el espacio y el tiempo no son
conceptos independientes, sino que están estrechamente
vinculados y forman un espacio-tiempo de cuatro
dimensiones, en el que el tiempo es la cuarta
dimensión.

-La conclusión más interesante que podemos
sacar de esta discusión es que el campo gravitacional
afecta los intervalos de tiempo. Pero, el tiempo y el espacio no
pueden separarse. El verdadero escenario para los sucesos
naturales es el espacio tiempo. Lo que se afirme para el espacio
o lo que se diga para el tiempo es una expresión verdadera
sólo en un marco de referencia particular. Las cuestiones
relativistas se expresan en el espacio tiempo.

-Podemos concluir haciendo énfasis en que el
impulso es la acción transmitida a un objeto cuando se le
aplica una fuerza, como en el caso del balón estaba bajo
el efecto de la gravedad. Y el impulso además disminuye
proporcionalmente a medida que decrece la fuerza
aplicada.

Autor:

Pablo Turmero