¿Cómo podemos relacionar la naturaleza con la física? De manera no matemática, explicar con algunos ejemplos.

Lo que estás describiendo es la física. Los físicos simplemente usan las matemáticas como una herramienta para expresar las relaciones en la naturaleza. Al final del día, sin embargo, la física en sí misma es más o menos una descripción cuantitativa y cualitativa de la naturaleza, aunque a veces esto requiere dispositivos extremadamente precisos para medir lo muy pequeño y lo muy grande.

En formas no matemáticas:

  • Cualquier cosa con masa dobla el tejido del espacio-tiempo, que se puede considerar como un trampolín. Cuando otro objeto con masa se acerca demasiado a la curva del trampolín, cae en él. Si se está moviendo lo suficientemente rápido en una dirección perpendicular, queda atrapada entre la fuerza equilibrada de ella que cae hacia el objeto más grande y se mueve en ángulo recto al objeto. Después de algún tiempo, el objeto más pequeño traza una elipse alrededor de la más grande. Esto se denomina órbita y es responsable de la Luna alrededor de la Tierra, la Tierra alrededor del Sol, el sistema solar alrededor de otros sistemas solares y todos los sistemas solares alrededor del centro de nuestra galaxia, que es un área extremadamente densa de muchas, muchas estrellas que han caído unas en otras a lo largo de los siglos, creando un agujero negro.
  • Un agujero negro es un objeto que dobla tanto el espacio-tiempo que la luz no puede salir de él. Básicamente, es como si te hundieras en el trampolín tan abajo, que no pudieras pedir ayuda. Tu voz se disiparía antes de que llegara al borde del agujero en el que te has encontrado, y así nadie te oirá. Ahora, imagine que con la luz misma, que es la cosa que se mueve más rápido en nuestro universo. Así es como un agujero negro deforma el espacio-tiempo.
  • Si un objeto está en movimiento en el vacío (espacio vacío), entonces permanecerá en movimiento a menos que alguna fuerza externa actúe sobre él. Básicamente, si disparas una bala, continuará viajando a la misma velocidad en la misma dirección, a menos que algo más aparezca y lo altera de alguna manera. En la Tierra, cuando disparas una bala, el aire actúa contra la bala y la frena. Además, debido a que la Tierra está doblando el tejido del espacio-tiempo, la bala se tira hacia el suelo en forma parabólica. Sin embargo, si estas dos fuerzas externas no estuvieran presentes, la bala no tendría ninguna razón para alterar su curso o velocidad.
  • Cuando activa una fuerza sobre un objeto, ejerce la misma fuerza sobre usted, exactamente en la dirección opuesta. Entonces, si esa bala dispara fuera de la pistola con 50 Newtons de fuerza, el aire empujará contra ella también con 50 Newtons de fuerza. A medida que el aire actúa contra la bala, la bala se acelera y, por lo tanto, tiene menos fuerza para empujar el aire. Eventualmente, la velocidad de la bala será cero y no tendrá más fuerza para empujar. Es por eso que el arma es un arma tan efectiva. ¡Te dispara con una poderosa fuerza sangrienta! A veces, hay tanta fuerza que se desgarra a través de ti y continúa, aunque tu cuerpo hubiera actuado de la misma manera, disminuyendo la velocidad.
  • Y, finalmente, la fuerza requerida para mover un objeto, ya sea una bala, su automóvil, la estación espacial, la Luna, la Tierra o toda la galaxia, es simplemente igual a la masa de ese objeto, multiplicada por la aceleración de ese objeto Esencialmente, se requiere una fuerza para acelerar un objeto con algo de masa. Para comenzar a correr de 0m / sa 5m / s en 1 segundo, habría necesitado correr 5m / s / s. Digamos que su masa es de 70 kg, lo que significa que la fuerza necesaria para llegar a esta velocidad habría sido de 350 Newtons, que suministraron sus músculos. Cuando los músculos ejercen fuerza, se debilitan y necesitan reabastecerse para recuperar su fuerza. Sé que esto rompió tu regla de no matemáticas, pero es bastante simple. F = ma. Fuerza = masa x aceleración.
  • ¡Oh, y no puedo olvidar! Todo , es relativo a otra cosa. Básicamente, si disparo esa bala en el vacío (que, por cierto, ejerce la misma fuerza sobre mí, haciéndome retroceder a la misma velocidad), no hay forma de saber, con certeza, si la bala se está moviendo o me estoy moviendo. Técnicamente, ambos nos estamos moviendo con la misma velocidad, en direcciones opuestas, pero podría haber dicho que la bala se está moviendo el doble de su velocidad (su velocidad + mi velocidad) lejos de mí, o si me estoy moviendo el doble de la velocidad (Su velocidad + mi velocidad) lejos de ella. Sin otro marco de referencia, no hay forma de decirlo con seguridad. Si una sonda espacial se me acercaba, nuestro movimiento es completamente relativo. En relación a mí, la sonda se está moviendo a, digamos, 500 m / s. Sin embargo, en relación con él, estoy moviendo 500 m / s, en la dirección opuesta! Básicamente, todo en el universo está en movimiento (debido al big bang), pero no hay un “marco de referencia externo”, por lo que todo se está moviendo en relación con otra cosa. Esto tiene implicaciones para la longitud de los objetos en movimiento (cuanto más rápido vayas, más corta es tu longitud) y la duración de los objetos en movimiento (cuanto más rápido vayas, más tictacen tus relojes), en relación con otra cosa en el vacío.

Así que ya ves, la física es la descripción de la naturaleza. Algún día dice “hey, mira eso, esa cosa que hace esa cosa” y luego describe lo que están viendo. Hemos recorrido un largo camino, pero eso es exactamente lo que es la física. Sin embargo, a medida que las cosas se complicaban, comenzamos a usar las matemáticas para describir exactamente lo que estábamos viendo. De esta manera, la matemática es una herramienta utilizada por los físicos. Sin embargo, al mismo tiempo, a medida que la realidad física que conocemos se vuelve cada vez más compleja, algunas partes de ella comienzan a parecerse mucho a las propiedades matemáticas, y no al revés. En última instancia, si alguna vez lograra una “teoría de todo”, podría ser más parecida a la matemática que a la física, pero eso es puramente especulación.

Si ves que pasa algo, es física. Vemos las cosas pasar todo el día. Cuando dormimos, a veces soñamos con cosas que suceden, y nuestro cerebro utiliza la física innata que sabe para representar esas imágenes. El miedo a caer en los sueños solo puede existir entendiendo que la aceleración de tu cuerpo justo antes de que toque el suelo será igual a una fuerza lo suficientemente fuerte como para matarte. La mayoría de las personas no asocian la física con ese miedo, pero eso es porque ya está ahí, oculto en nuestras mentes, que puede calcular cosas incluso cuando no estamos completamente conscientes de que lo está haciendo (piensa, ¿qué es 1 + 1? Tu cerebro calculado 2 sin que tengas que poner ningún esfuerzo en ello.)

La física es amor. La física es la vida.