¿Qué son las ecuaciones físicas que describen frente a las ecuaciones que definen?

Answer 1

Tu pregunta es realmente tres preguntas:

Primero, describir vs definir. V = IR es una definición de resistencia. V, el potencial se define por separado como la cantidad de trabajo necesario para llevar una carga determinada a ese potencial; e I, la corriente se define por la cantidad de carga que pasa un punto en un circuito por unidad de tiempo. V = IR luego define la resistencia en términos de esos. No es un resultado físico profundo, es solo una definición útil.

Contraste eso con F = MA. Este es un resultado físico, que le tomó a Newton años producir, y requirió observaciones astronómicas, mediciones de vuelo de bala de cañón, etc. Un verdadero hito en la física. Esto encajaría en su categoría de “descripción”, ya que describe una relación que previamente había estado en duda.

A continuación, su pregunta sobre la exactitud de las ecuaciones. No hay razón para que pi no aparezca en una ecuación, incluso si no fuera exacta. Pi a menudo aparece cuando hay círculos o movimientos cíclicos involucrados. Pero la exactitud o inexactitud es otra cuestión. Básicamente, una ecuación como su ecuación de péndulo se basa en suposiciones simplistas como sin fricción, sin rotación de la tierra, temperatura constante, sin viento, velocidades no relativistas, etc. y las suposiciones solo se satisfacen aproximadamente en una situación real. La física normalmente da respuestas aproximadas porque son lo suficientemente buenas como para compararlas con experimentos o hacer ingeniería e iluminan los puntos que realmente nos interesan.

Finalmente, sobre si la fuerza gravitacional realmente sigue la ley del cuadrado inverso. Sí, lo hace, pero aquí nuevamente hay suposiciones. Asumes que estás hablando de masas de puntos y no hay efectos cuánticos, y la lista continúa …

Answer 2

Todas las leyes son exactas en el dominio donde se supone que funcionan. Fuera de eso, hay reglas empíricas que parecen describir procesos más complejos. Y luego, posiblemente, hay definiciones, como te identificas.

¿Qué quiero decir con el dominio? Algunas leyes solo son válidas para objetos suficientemente grandes o suficientemente pequeños, o para velocidades que no son demasiado grandes. Dichas leyes pueden ser aproximaciones a leyes más fundamentales que son mucho más difíciles de aplicar. Por ejemplo, escribimos que la energía cinética de un objeto es [matemática] 1 / 2mv ^ 2 [/ matemática], pero esto solo funciona para “velocidades no relativistas” [matemática] v / c << 1 [/ matemática].

La gravedad es exactamente un cuarto si tomas dos masas de puntos y las pones al doble de la distancia. ¿Pero tienes masas puntuales en la práctica? ¿Y con qué precisión puedes determinar esto? Los dos en el poder en esa fórmula son exactos, pero G es una constante medida, y es la constante determinada con menos precisión en la definición de nuestro sistema de unidades SI.

Una aplicación interesante de estas fórmulas puede ser encontrar nueva física. Hay, por ejemplo, experimentos para establecer si la gravedad sigue funcionando igual a distancias de mm, para descubrir si hay pequeñas dimensiones ocultas del espacio.