miércoles, 18 de marzo de 2009

Fenómeno Físico y Sistema Físico

Objetivos:
1. Definir fenómeno físico
2. Definir sistema físico
3. Establecer las clases de sistema físico
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Para empezar a familiarizarnos con el estudio de la física, definamos dos conceptos importantes: fenómeno físico y sistema físico. Un fenómeno físico es cualquier suceso natural observable y posible de ser medido con algún aparato o instrumento, donde las sustancias que intervienen no cambian en lo esencial, y si cambian, sus cambios son reversibles. Puede cambiar el color, la forma el tamaño, la posición espacio-temporal, etc. Los llamados fenómenos químicos pueden considerarse fuera de esta definición, por cuanto las sustancias que en ellos intervienen, cambian de manera considerable y la mayoría de las veces irreversiblemente. Sin embargo, la física dedica tiempo al estudio de los fenómenos termo-nucleares en los cuales, los núcleos atómicos sufren grandes transformaciones.
Un sistema físico es un grupo de objetos ordenados según ciertas leyes, entre cuyas partes existe una interacción de tipo causal. Todo sistema físico presenta tres características:
Tiene una ubicación en el espacio-tiempo: es decir que ocurre en un lugar específico y en un momento dado.
Tiene un estado físico definido sujeto a evolución temporal: quiere decir que si las condiciones iniciales cambian, sus características también lo hacen.
Se puede asociar con una magnitud física llamada energía. Esta energía puede presentarse en cualquier forma: luz, calor, sonido, electricidad, etc. Aquella función matemática a partir de la cual es posible deducir la evolución temporal, las leyes de conservación y otras propiedades importantes de un sistema físico, es conocida como un lagrangiano. Los sistemas físicos pueden ser abiertos, cerrados o aislados, según realicen o no intercambios con su entorno:
Sistema abierto: es un sistema que recibe flujos (energía y materia) de su entorno. Los sistemas abiertos, por el hecho de recibir energía, pueden realizar el trabajo de mantener sus propias estructuras e incluso incrementar su contenido de información. El hecho de que los seres vivos sean sistemas estables capaces de mantener su estructura a pesar de los cambios del entorno requiere que sean sistemas abiertos.
Sistema cerrado: sólo intercambia energía con su entorno, en un sistema cerrado el valor de la entropía o desorden es máximo según la cantidad de energía que tiene.
Sistema aislado: no intercambia materia ni energía con el entorno.
En conclusión, la física estudiará cualquier suceso natural observable y medible, que por lo general hará parte de un sistema más complejo. Aún así, en nuestro acercamiento a la física trataremos con temas de excepcional simplicidad.
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Actividad
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1. ¿Qué es un fenómeno físico?
2. ¿Qué es un sistema físico?
3. ¿Qué características presenta un sistema físico?
4. Defina cada una de las clases de sistema físico.
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Imagine las siguientes situaciones:

A. Usted tiene una mascota y observa durante varios días las cosas que toma ella del entorno y las cosas que libera ella al entorno. Nombre por lo menos 4 cosas en cada caso y clasifíquelas según sean materia o energía. De acuerdo con lo observado: ¿Que tipo de sistema es su mascota? Explique su respuesta.
B. Un recipiente con agua caliente que se retira del fuego, se enfría poco a poco. ¿Qué clase de energía se percibe en el sistema? Al enfriarse el agua, ¿Dónde va esa energía? ¿Qué tipo se sistema forman el recipiente, el agua y su entorno? Explique su respuesta
C. Usted observa el planeta Tierra desde el espacio. ¿El planeta recibe materia o energía del espacio o de otro cuerpo celeste? ¿El planeta libera materia o energía al espacio? De acuerdo con las respuestas anteriores, ¿Qué tipo de sistema es la Tierra?
D. Dibuje un carro y nombre algunos elementos del entorno que influyan en su movimiento. El conjunto de los elementos que usted nombró, forman un sistema físico. ¿Qué tipo de sistema podría ser este?
E. ¿Que elementos del ambiente, intervienen para que una vela se mantenga encendida? ¿Estos elementos forman un sistema físico? ¿Por Qué? ¿Qué tipo de sistema sería?
F. Escriba una pequeña conclusión acerca de lo que aprendió hasta aquí.

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