SISTEMAS FÍSICOS

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Un sistema físico   es un agregado de objetos o entidades materiales entre cuyas partes existe

una conexión o interacción o un modelo matemático de tipo causal (aunque no necesariamente

determinista o causal en el sentido de la teoría de la relatividad). Todos los sistemas físicos se

caracterizan por:

1 Tener una ubicación en el espacio-tiempo.

2 Tener un estado físico definido sujeto a evolución temporal.

3 Poderle asociar una magnitud física llamada energía.

Para la inmensa mayoría de sistemas físicos, el objeto más básico que define a un sistema físico

es el lagrangiano, que es una función escalar cuya forma funcional resume las interrelaciones

básicas de las magnitudes relevantes para definir el estado físico del sistema.

Sistemas físicos en relación al entorno

Los sistemas físicos pueden ser abiertos, cerrados o aislados, según que realicen o no

intercambios con su entorno:

Un sistema abierto es un sistema que recibe flujos (energía y materia) de su entorno. Los

sistemas abiertos, por el hecho de recibir energía, pueden realizar el trabajo de mantener

sus propias estructuras e incluso incrementar su contenido de información. El hecho de que

los seres vivos sean sistemas estables capaces de mantener su estructura a pesar de los

cambios del entorno requiere que sean sistemas abiertos.

Un sistema cerrado sólo intercambia energía con su entorno, en un sistema cerrado el valor

de la entropía es máximo compatible con la cantidad de energía que tiene.

Un sistema aislado no tiene ningún intercambio con el entorno.

Sistemas físicos aislados

Un sistema aislado es una parte o región del universo, que por sus peculiares condiciones puede

considerarse aisladamente del resto del universo para su estudio. El que un determinado

problema físico pueda ser tratado como un sistema aislado requiere condiciones peculiares

dependientes de la teoría.

Por ejemplo, de acuerdo con la teoría general de la relatividad un sistema aislado debe cumplir

condiciones técnicas bastante restrictivas, conocidas como planitud asintótica. En teoría de la

relatividad especial, en la clásica o en termodinámica, en general, las condiciones son menos

estrictas y simplemente requieren que el sistema del movimiento de las partículas que

conforman el sistema esté restringido a una región compacta del espacio-tiempo.

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Mentalmente podemos aislar cualquier región del espacio para su estudio, a la que llamamos

Sistema Físico.

Los sistemas tienen una frontera (una cubierta imaginaria que los separa de su entorno)

Pueden ser aislados, cerrados o abiertos (los aislados no intercambian nada con el entorno, los

cerrados intercambian energía y los abiertos energía y materia).

En un sistema físico sólo tenemos acceso a las propiedades macroscópicas (no sabemos nada

de su composición ni estructura interna), y pueden poseer estados (sus propiedades como

volumen, temperatura, número de partículas..). Cuando el estado permanece constante en el

tiempo, el sistema está en equilibrio.

En este ámbito, una célula, una habitación y el Universo mismo son un sistema físico. 

Esto en el ámbito de la Termodinámica.

Nota: En electrónica los sistemas físicos son un conjunto de elementos o dispositivos que

interaccionan para un fin común.

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Fenómeno Físico y Sistema Físico

1. Definir fenómeno físico

2. Definir sistema físico

3. Establecer las clases de sistema físico

Para empezar a familiarizarnos con el estudio de la física, definamos dos conceptos importantes:

fenómeno físico y sistema físico.

Un fenómeno físico es cualquier suceso natural observable y posible de ser medido con algún

aparato o instrumento, donde las sustancias que intervienen no cambian en lo esencial, y si

cambian, sus cambios son reversibles . Puede cambiar el color, la forma el tamaño, la posición

espacio-temporal, etc.

Los llamados fenómenos químicos pueden considerarse fuera de esta definición, por cuanto

las sustancias que en ellos intervienen, cambian de manera considerable y la mayoría de las

veces irreversiblemente.

Sin embargo, la física dedica tiempo al estudio de los fenómenos termo-nucleares en los cuales,

los núcleos atómicos sufren grandes transformaciones.

Un sistema físico es un…

Todo sistema físico presenta tres características:

Tiene una ubicación en el espacio-tiempo: es decir que ocurre en un lugar específico y

en un momento dado.

Tiene un estado físico definido sujeto a evolución temporal: quiere decir que si las

condiciones iniciales cambian, sus características también lo hacen.

Se puede asociar con una magnitud física llamada energía. Esta energía puede

presentarse en cualquier forma: luz, calor, sonido, electricidad, etc.

Aquella función matemática a partir de la cual es posible deducir la evolución temporal, las leyes

de conservación y otras propiedades importantes de un sistema físico, es conocida como un

lagrangiano.

Los sistemas físicos pueden ser abiertos, cerrados o aislados, según realicen o no intercambios

con su entorno:

Sistema abierto: es un sistema que recibe flujos (energía y materia) de su entorno. Los

sistemas abiertos, por el hecho de recibir energía, pueden realizar el trabajo de mantener

sus propias estructuras e incluso incrementar su contenido de información. El hecho de

que los seres vivos sean sistemas estables capaces de mantener su estructura a pesar

de los cambios del entorno requiere que sean sistemas abiertos.

Sistema cerrado: sólo intercambia energía con su entorno, en un sistema cerrado el

valor de la entropía o desorden es máximo según la cantidad de energía que tiene.

Sistema aislado: no intercambia materia ni energía con el entorno.

En conclusión, la física estudiará cualquier suceso natural observable y medible, que por

lo general hará parte de un sistema más complejo. Aún así, en nuestro acercamiento a la

física trataremos con temas de excepcional simplicidad.

Grupo de objetos ordenados según ciertas leyes, entre cuyas partes existe una interacción de

tipo causal