Las ecuaciones físicas que todo el mundo debería conocer

Toda la tecnología de la que dependemos, desde los autos hasta los smartphones, se diseñó utilizando la física. No es necesario conocer la ciencia para utilizar estas cosas. Pero un ser humano equilibrado debería entender al menos algunos de los conceptos clave, además de algo de música, arte, historia y economía. Robert Heinlein lo dijo todo en Time Enough for Love (Tiempo suficiente para el amor):

«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, morir con gallardía. La especialización es para los insectos».

Así que, en aras de no ser insectos, aquí están mis cinco mejores ecuaciones de física que deberías conocer.

1. La segunda ley de Newton

Seguro que ya has visto esta: tiene más de 300 años y es popular por los memes científicos y las camisetas. Dice que la fuerza neta sobre un objeto es igual a su masa (m) por su aceleración (a). Pero, ¿qué significa realmente? Todo tiene que ver con las interacciones, como cuando pateas un balón de fútbol o tiras una botella de agua al suelo. La segunda ley de Newton dice que podemos describir estas interacciones con el concepto de «fuerza». ¿Y qué hacen las fuerzas? La fuerza neta sobre un objeto modifica su movimiento. Pero, ¡espera! Hay muchas más cosas interesantes en esta ecuación tan simple.

¿Ves esas flechas sobre F y a? Indican que las variables son vectores, es decir, que contienen más de una información. Por ejemplo, si alguien te pide que te «distancies socialmente» 1 metro, ¿dónde acabarías? Podrías ir 1 metro al este o al oeste, o a 39 grados del norte. La distancia por sí sola no es todo; también hay que especificar una dirección. Esto es válido tanto para las fuerzas como para la aceleración. Otras magnitudes, como la masa o la temperatura, no tienen dirección. Las llamamos «valores escalares».

La segunda ley de Newton es muy útil, pero resulta extraño que la gente no se la crea. La idea errónea más extendida es que una fuerza constante hace que un objeto se mueva a una velocidad constante. Lo que dice esta ecuación, más bien, es que si empujas un objeto con una fuerza constante, seguirá acelerando.