Notación exponencial

La notación científica, también denominada patrón o notación en forma exponencial, es una forma de escribir los números que acomoda valores demasiado grandes (100000000000) o pequeños (0.00000000001)¹​ para ser escrito de manera convencional.

(Los casos ejemplificados anteriormente en notación científica, quedarían 1 × 10¹¹ y 1 × 10⁻¹¹, respectivamente)

El módulo del exponente en el caso anterior es la cantidad de ceros que lleva el número delante, en caso de ser negativo (nótese que el cero delante de la coma también cuenta), o detrás, en caso de tratarse de un exponente positivo.

Siempre el exponente es igual al número de cifras decimales que deben correrse para convertir un número escrito en notación científica en el mismo escrito en notación decimal. Se desplazará a la derecha si el exponente es positivo y hacia la izquierda si es negativo. Cuando se trata de convertir un número en notación decimal a notación científica el proceso es a la inversa.

Como ejemplo, en la química, al referirse a la cantidad de entidades elementales (átomos, moléculas, iones, etc.), hay una cantidad llamada cantidad de materia (mol).⁶

Un número escrito en notación científica sigue el siguiente patrón:

{\displaystyle m\ \times \ 10^{e}}

El número m se denomina «mantisa» y e el «orden de magnitud».⁷​ La mantisa, en módulo, debe ser mayor que o igual a 1 y menor que 10, y el orden de magnitud, dado como exponente, es el número que más varía conforme al valor absoluto.⁸

Observe los ejemplos de números grandes y pequeños: 

·        600 000 {\displaystyle \longrightarrow } 6 x 10⁵

·        30 000 000 {\displaystyle \longrightarrow } 3 x 10⁷

·        500 000 000 000 000 {\displaystyle \longrightarrow } 5 x 10¹⁴

·        7 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 {\displaystyle \longrightarrow } 7 x 1033

·        0.0004 {\displaystyle \longrightarrow } 4 x 10⁻⁴

·        0.00000001 {\displaystyle \longrightarrow } 1 x 10⁻⁸

·        0.0000000000000006 {\displaystyle \longrightarrow } 6 x 10⁻¹⁶

·        0.0000000000000000000000000000000000000000000000008 {\displaystyle \longrightarrow }8 x 10⁻⁴⁸

La representación de estos números, tal como se presenta, tiene poco significado práctico. Incluso se podría pensar que estos valores son poco relevantes y de uso casi inexistente en la vida cotidiana. Sin embargo, en áreas como la física y la química, estos valores son comunes

La División de la Física

La Física se divide para su estudio en dos grandes grupos: la Física Clásica y la Física Moderna.

La primera estudia todos aquellos fenómenos en los cuales la velocidad es muy pequeña comparada con la velocidad de propagación de la luz.

La segunda se encarga de todos aquellos fenómenos producidos a la velocidad de la luz o con valores cercanos a ella.

La física Clásica

La Física Clásica se compone de:

§      MECÁNICA: Es la parte de la física clásica que estudia las fuerzas)

§      1 a.- Estática: Estudia las fuerzas en cuerpos en reposo y en equilibrio, respecto a determinado sistema de referencia.

§      1 b.- Dinámica: Estudia las fuerzas como causa del movimiento de los cuerpos)

§      1 c.- Cinemática: Estudia los movimientos de los cuerpos sin tener en cuenta la causa

§      2. TERMODINÁMICA (Fenómenos térmicos)

§      3. ELECTROMAGNETISMO (Interacción de los campos eléctricos y magnéticos)

§      4. ÓPTICA (Fenómenos relacionados con la luz)

§      5. ACUSTICA: (Sonido y fenómeno de la audición)

§      6. ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO (Estudia las cargas eléctricas y magnéticas)

Física Moderna

La Física Moderna se divide en:

§      FISICA CUÁNTICA: (Energía formada de "cuantos")

§      FISICA RELATIVA :(Materia y energía son dos entidades relativas)

Magnitud, Medición, unidades fundamentales y derivadas

Magnitud: Es toda propiedad de los cuerpos que se puede medir. Por ejemplo: temperatura, velocidad, masa, peso, etc.

Medir: Es comparar la magnitud con otra similar, llamada unidad, para averiguar cuántas veces la contiene.

Unidad: Es una cantidad que se adopta como patrón para comparar con ella cantidades de la misma especie. Ejemplo: Cuando decimos que un objeto mide dos metros, estamos indicando que es dos veces mayor que la unidad tomada como patrón, en este caso el metro.

Sistema Internacional de unidades:

Para resolver el problema que suponía la utilización de unidades diferentes en distintos lugares del mundo, en la XI Conferencia General de Pesos y Medidas (París, 1960) se estableció el Sistema Internacional de Unidades (SI). Para ello, se actuó de la siguiente forma:

• En primer lugar, se eligieron las magnitudes fundamentales y la unidad correspondiente a cada magnitud fundamental. Una magnitud fundamental es aquella que se define por sí misma y es independiente de las demás (masa, tiempo, longitud, etc.).
• En segundo lugar, se definieron las magnitudes derivadas y la unidad correspondiente a cada magnitud derivada. Una magnitud derivada es aquella que se obtiene mediante expresiones matemáticas a partir de las magnitudes fundamentales (densidad, superficie, velocidad).

Unidades fundamentales y derivadas en el sistema internacional.

Unidades fundamentales, son aquellas que para definirse se necesitan de un patrón estandarizado e invariable.

Unidades derivadas, son aquellas que se definen por medio de las relaciones matemáticas a partir de las unidades fundamentales y se utilizan para medir magnitudes derivadas.

Metodología para el estudio de la física

La ciencia es un conjunto de conocimientos que obtenemos del mundo en que vivimos, esto quiere decir que el simple conocimiento actual  se entiende como una actitud frente a la interpretación de los fenómenos naturales que ocurren en el universo que nos rodea. 

    El hombre ha podido resolver muchos problemas gracias a la ciencia la cual se ha desarrollado gradualmente a través de los siglos, fue evolucionando  de la historia de la humanidad con la participación de muchos hombres y civilizaciones como: Egipcia, Griega, Mesopotámica.
  A todo esto decimos que el método científico es una serie ordenada de procedimientos que hace uso la investigación científica para observar la extensión de nuestros conocimientos.

Existen Cinco pasos del Método Científico:

1) Observación: Consiste en la recopilación de hechos acerca de un problema o fenómeno natural que despierta nuestra curiosidad, las observaciones deben ser lo más claras y numerosas posibles porque han de servir como base de partida para la solución.

2) Hipótesis: Es la explicación ante el hecho observado. Consiste en que nos proporcione una interpretación de los hechos que disponemos, debe ser puesta a prueba por observaciones y experimentos posteriores. El objeto de una buena hipótesis consiste solamente en darnos una explicación para estimularnos a hacer más experimentos y observaciones.

3) Experimentación: Consiste en la verificación de la hipótesis, determina la validez  de las posibles explicaciones dadas, y decide que una hipótesis se acepte o se deseche.

4) Teoría: Es una hipótesis en la cual se han relacionado una gran cantidad de hechos acerca del mismo fenómeno. Hipótesis en la cual se consideran mayor número de hechos, en la cual la explicación tiene mayor probabilidad de ser comprobada positivamente.

5) Ley: Es un conjunto de hechos derivados, observaciones y experimentos debidamente reunidos, clasificados e interpretados que se consideran demostrados. Nos permite predecir el desarrollo y evolución de cualquier fenómeno natural.

Principales Rasgos que distinguen al método científico:

Objetividad

Racionalidad

Inventividad

Sistematicidad

Generalidad

Falibilidad

Verificabilidad

Perfectibilidad

Normatibilidad

Construcción del concepto de la Física desde el punto de vista filosófico en el Método Científico:

FÍSICA: Es la ciencia en forma experimental que tiene por objeto el estudio de los cuerpos, sus leyes, propiedades, mientras no cambia su composición, así como  el de los agentes naturales con los fenómenos que en los cuerpos producen su influencia.

Se debe conocer:

Materia: Es todo lo que constituye el universo.

Interacción: Es cuando dos cuerpos se accionan mutuamente, en forma general todos los cuerpos u objetos físicos se accionan en forma de: atracción, repulsión, tracción o empuje.