La tecnología que utilizamos a diario, desde automóviles hasta smartphones, se basa en principios físicos fundamentales. Aunque no es necesario ser un experto en ciencia para manejar estos dispositivos, es esencial que una persona equilibrada comprenda al menos algunos conceptos clave, así como también tenga conocimientos en música, arte, historia y economía. En palabras de un famoso autor, «Un ser humano debería ser capaz de cambiar un pañal, planear una invasión, descuartizar un cerdo, conectar un barco, diseñar un edificio, escribir un soneto, cuadrar las cuentas, construir un muro, colocar un hueso, consolar a un moribundo, recibir órdenes, dar órdenes, cooperar, actuar solo, resolver ecuaciones, analizar un problema nuevo, lanzar estiércol, programar una computadora, cocinar una comida sabrosa, luchar con eficacia y morir con gallardía. La especialización es para los insectos».
Con el objetivo de evitar caer en la especialización extrema, es importante conocer algunas de las ecuaciones físicas más relevantes. A continuación, se presentan cinco ecuaciones que todo el mundo debería conocer.
1. La segunda ley de Newton
Esta ley, que data de hace más de 300 años, es ampliamente reconocida gracias a su presencia en memes y camisetas. Establece que la fuerza neta que actúa sobre un objeto es igual a su masa (m) multiplicada por su aceleración (a). Pero, ¿qué implica esto en términos prácticos? Se relaciona con las interacciones que ocurren en el mundo físico, como cuando pateas un balón de fútbol o dejas caer una botella de agua. La segunda ley de Newton nos permite describir estas interacciones a través del concepto de «fuerza». La fuerza neta que actúa sobre un objeto es lo que altera su movimiento, pero hay más matices en esta aparentemente simple ecuación.
Las flechas que aparecen sobre F y a indican que estas variables son vectores, lo que significa que tienen tanto magnitud como dirección. Por ejemplo, si alguien te pide que mantengas una distancia social de 1 metro, ¿hacia dónde irías? Podrías desplazarte 1 metro al este, al oeste o en cualquier dirección intermedia. La distancia por sí sola no es suficiente; es necesario especificar una dirección. Esto también se aplica a las fuerzas y la aceleración, mientras que otras magnitudes, como la masa o la temperatura, son «valores escalares» que carecen de dirección.
A pesar de su utilidad, es curioso que muchas personas no comprendan completamente la segunda ley de Newton. Un concepto erróneo común es que una fuerza constante mantiene un objeto en movimiento a una velocidad constante. En realidad, esta ecuación indica que si aplicas una fuerza constante a un objeto, este continuará acelerando.