Por naturaleza, las leyes de la Física son hechos declarados que se han deducido y derivado a partir de observaciones empíricas.
En pocas palabras, el mundo que nos rodea funciona de una manera determinada, y las leyes físicas son una forma de clasificar ese «funcionamiento».
Las leyes físicas no son más que conclusiones extraídas a partir de años de observaciones y experimentos científicos que se repiten una y otra vez en diferentes condiciones para llegar a inferencias que pueden ser aceptadas en todo el mundo. Éstas son continuamente validadas por la comunidad científica a lo largo del tiempo.
A fín de contribuir con tu formación academica, compilamos para ti una lista de leyes básicas de la física que puedes consultar a continuación.
Leyes fundamentales de la física
| Leyes de la física | Leyes de la física |
|---|---|
| Ley lamberts coseno | Declaración de Kelvin Planck |
| Principio de Dalemberts | Declaración de Clausius |
| Ley de Conservación de la Masa | Ley de Fouriers |
| Ley de Hubbles | Teorema de bells |
| Ecuación de Boltzmann | Punto Lagrangiano |
| Ley de Beer Lambert | Relaciones con Maxwell |
| Ecuación de Van Der Waals | Teorema de Carnots |
| Paradoja de Fermi | Ecuación de Helmholtz |
| Energía libre de Helmholtz | Ficks Ley de Difusión |
| Dispersión Raman | Ley de Wiens |
| Ecuación de Dirac | Número de Mach |
| Ley de Coulomb | Hipótesis de Avogadro |
| Ley de Conservación de la Energía | Principio de Arquímedes |
| Ley Biot-Savart | Ley de Faraday |
| Ley de Ampere | Las leyes de faraday de la electrólisis |
| Ecuación de Planck | Ley de Kirchhoff |
| La segunda ley de Kirchoff | La ley de Newton de la gravitación universal |
| Ecuaciones de Maxwell | Principio de Bernoulli |
| Potencial eléctrico debido a una carga puntual | Ley Cero de la Termodinámica |
| Ley de Gauss | Primera ley de la termodinámica |
| Ley de Lenz | Ley de Desplazamiento de Wein |
| Ley de Ohm | Ley de Equipartición de la Energía |
| Leyes de Joule | Leyes de la reflexión |
| Ley de Brewster | Ley de Desintegración Radiactiva |
| Ley de Bragg | Ley de Murphy |
| Efecto Doppler | Ecuación de campo de Einstein |
| Efecto Casimir | Ley Stefan-Boltzmann |
| Ley de Moseley | Principio de superposición |
| Las leyes del movimiento de Newton | Termodinámica |
| Leyes de fricción | Principio de incertidumbre de Heisenberg |
| Ley de Hooke | Dualidad onda-partícula |
| Ley de Snell | Principio de Fermat |
| Ley de Boyle | Principio de Huygens |
| Ley de Pascal | Ley del gas ideal |
| Principio de equivalencia | Efecto Joule-Thomson |
| Ley curie-Weiss | Ley de Conservación del Momento Lineal |
| Ley de Curie | Ley Wiedemann-Franz |
| Segunda ley del movimiento de Newton | Primera ley del movimiento de Newton |
| Tercera ley del movimiento de Newton | Ecuación de continuidad |
| Límite de Chandrasekhar | La primera ley de Kirchhoff |
| Ley del cuadrado inverso | Ley de viscosidad de Newton |
Aplicación de las leyes de la física
Al principio, se suponía que la Tierra era el centro del universo. Luego se planteó la hipótesis de que nuestro sol era el centro del universo. Ahora sabemos que ambas conclusiones son erróneas. El sol puede ser el centro de nuestro sistema solar, pero no es el centro del universo.
Otro ejemplo es el extraño comportamiento del planeta Mercurio. La ley universal de la gravitación de Newton podía explicar todos los demás planetas del sistema solar, pero la órbita y el periodo de rotación de Mercurio estaban un poco desviados, y durante algún tiempo nadie supo por qué. Más tarde, Einstein acudió al rescate con su teoría general de la relatividad.
A continuación se indican las diferentes propiedades de las leyes de la Física que arrojan información sobre su naturaleza:
- Verdaderas, bajo condiciones específicas
- Universales y no se desvían en ninguna parte del universo
- Simples en términos de representación
- Absoluta y no se ve afectada por factores externos
- Estables y aparentemente inmutables
- Omnipresente y todo en el universo es conforme (en términos de observaciones)
- Conservador en términos de cantidad
- Homogéneo en términos de espacio y tiempo
- Teóricamente reversible en el tiempo
Las leyes básicas de la física que rigen nuestro universo se pueden clasificar de dos maneras. La física clásica que se ocupa de nosotros, del entorno que nos rodea y del universo observable que nos rodea. Además, existe la física atómica que se ocupa de las partículas subatómicas y sus interacciones (mecánica cuántica).
Los Philosophiae Naturalis Principia Mathematica de Isaac Newton nos explican las teorías de la mecánica clásica y la teoría de la relatividad de Einstein. Otras leyes son las de la termodinámica y la ley de Boyle de los gases.
Vamos a echar un vistazo a las leyes desde su punto de origen o desde donde se derivaron o conceptualizaron. Así que ponte el cinturón porque las cosas se van a poner interesantes a partir de ahora.
Leyes derivadas de las definiciones
Pocas leyes de la ciencia se derivan de definiciones matemáticas, por ejemplo, el principio de incertidumbre, el principio de acción estacionaria o la causalidad. Estas leyes no son matemáticas, ya que son empíricas y sólo explican lo que percibimos a partir de nuestros cinco sentidos.
Leyes debidas a las simetrías matemáticas
Las simetrías matemáticas que se encuentran en nuestra naturaleza, por ejemplo, la simetría rotacional del espacio-tiempo se refleja en la transformación de Lorentz, la homogeneidad del espacio se refleja en las leyes de conservación y la unicidad de los electrones se representa en el principio de exclusión de Pauli. A veces aparecen pruebas en experimentos repetidos que demuestran que la ley no es válida o tiene lagunas, aunque es muy poco probable que las leyes físicas cambien.
Leyes derivadas de aproximaciones
A veces las leyes generales se modifican o cambian para formar algunas de nuestras leyes físicas. Por ejemplo, la reactividad especial en aproximaciones de baja velocidad es la dinámica newtoniana. La relatividad general en una aproximación de baja masa es la Gravitación Newtoniana, cuando entra en juego una situación que tiene en cuenta las grandes distancias la Electrodinámica Cuántica se aproxima a la ley de Coulomb.
Leyes derivadas de los principios de simetría
El espacio-tiempo y otras simetrías de este tipo dan lugar a consecuencias matemáticas que se aproximan para crear leyes físicas fundamentales. Por ejemplo, cuando la simetría de los tiempos se desplaza, nace como consecuencia la conservación de la energía. La simetría del espacio da lugar a la conservación del momento.