Leyes de la física

Cuando queremos describir un fenómeno físico, algo que ocurre en la naturaleza con o sin nuestra intervención, necesitamos elegir algunos rasgos que nos parecen importantes de ese fenómeno. Así, para describir el fenómeno de la formación del arco iris en el cielo, será de importancia mencionar los colores, la curvatura, la ubicación del Sol y del centro del arco iris, etc. En cambio, para describir el movimiento de oscilación de una hamaca (como un péndulo) elegiremos el tiempo de oscilación, la amplitud del movimiento, el largo desde el punto fijo hasta la hamaca, etc. Estos rasgos que nos parecen importantes en la descripción son las variables que parecen relevantes para la descripción del fenómeno. Cada una de estas variables tendrá una escala de medida, y así podremos describir el fenómeno de una manera más precisa. Luego de efectuar varias mediciones podemos encontrar que algunas de las variables son independientes de otras (por ejemplo, el tiempo de oscilación no cambia para diferentes amplitudes). Por otra parte, podemos comprobar que algunas variables sí parecen estar correlacionadas (por ejemplo, el tiempo de oscilación es menor para longitudes menores de un péndulo).

La tarea del investigador es la de descubrir, de entre todas las variables que parecen relevantes, cuáles de ellas son independientes y cuáles están correlacionadas entre sí. Además, en caso de que dos variables estén correlacionadas, descubrir también de qué manera varía una al cambiar la otra, es decir, cuál es la forma de la ley que las vincula.

Si las cosas en la naturaleza ocurren de acuerdo a un orden, entonces encontrar la relación entre las variables será el comienzo de encontrar las leyes que rigen ese orden.

Ejemplos de variables independientes una de otra:

• tiempo T de oscilación de un péndulo respecto de la amplitud α

• tiempo de caída de una maceta desde un balcón respecto de la hora del día.

• tiempo de caída de una maceta desde un balcón respecto del peso de la maceta.

Ejemplos de variables correlacionadas entre sí:

• estiramiento x de un resorte respecto del peso P que cuelga de él (relación lineal).

• espacio recorrido s con velocidad constante respecto del tiempo transcurrido t (relación lineal).

• espacio recorrido s con aceleración constante respecto del tiempo transcurrido t (relación cuadrática).

Figura. Gráficos de dos variables: a, b y c variables independientes; d, e y f variables dependientes.