[0:00]Yo soy el profesor Walter Lewin. Seré su maestro durante este período. En la física, exploramos desde lo más pequeño hasta lo más grande. Lo más pequeño es una pequeña fracción de un protón y lo más grande es el mismo universo. De lo uno a lo otro hay una magnitud de 45 potencias, un 1 seguido de 45 ceros. Para expresar las mediciones cuantitativamente tenemos que introducir unidades de medida. E introducimos para la unidad de medida de longitud, el metro; para la unidad de medida de tiempo, el segundo; y para la unidad de medida de masa, el kilogramo. Ahora, pueden leer en su texto cómo estas están definidas y cómo la definición evolucionó históricamente. En la actualidad, existen muchas unidades de medida derivadas las cuales usamos en nuestra vida cotidiana por conveniencia y algunas están adaptadas a campos específicos. Tenemos centímetros, milímetros, kilómetros. Tenemos pulgadas, pies, millas. Incluso, los astrónomos usan la unidad de medida astronómica que es la distancia promedio entre la Tierra y el Sol y usan los años-luz que es la distancia que recorre la luz durante un año. Tenemos milisegundos, microsegundos, usamos días, semanas, horas, siglos, meses, todas ellas unidades de medida derivadas. Para medir la masa, tenemos miligramos, libras y tenemos toneladas métricas. Así que existen grandes cantidades de unidades de medida derivadas. No todas ellas son muy fáciles de usar. Yo encuentro extremadamente difícil trabajar con pulgadas y pies. Es que es un sistema de medidas muy incivilizado. No pretendo ofenderlos; pero piensen en ello: 12 pulgadas en un pie, tres pies en una yarda, los podría volver locos. Yo trabajo exclusivamente con unidades de medida decimales, y espero que Ustedes harán lo mismo durante este curso; pero podemos hacer algunas excepciones. Primero les mostraré una película, que se llama "Las potencias de diez". Ella comprende 40 órdenes de magnitud. Fue originalmente concebida por un holandés llamado Kees Boeke en el principio de la década de 1950. Esta es la película de segunda generación, y escucharán la voz del profesor Morrison, quien es un profesor del MIT. Las potencias de diez - 40 órdenes de magnitud. Aquí vamos. -La película fue retirada del video- Ya introduje, como lo ven aquí, la longitud, el tiempo y la masa. Y llamamos a estas las tres cantidades fundamentales en la física. Daré a esto el símbolo L mayúscula para longitud, T mayúscula para tiempo y M mayúscula para masa. Todas las otras cantidades en la física pueden derivarse de estas tres cantidades fundamentales. Les daré un ejemplo. Pongo un corchete por aquí. Digo: 'velocidad', y eso significa las dimensiones de la velocidad. Las dimensiones de la velocidad son: la dimensión de la longitud dividida entre la dimensión del tiempo. Entonces, puedo escribir para eso: dividido entre. Así sean metros por segundo o pulgadas por año - eso no es lo importante - tiene la dimensión longitud entre tiempo. El volumen tendría la dimensión de la longitud elevada a la potencia tres. La densidad tendría la dimensión de la masa por unidad de volumen y eso significa la longitud a la potencia tres.
[4:03]De suma importancia en nuestro curso es la aceleración. Trataremos muchísimo con la aceleración. La aceleración, como veremos, es la longitud dividida entre el cuadrado del tiempo. La unidad de medida es metros por segundos al cuadrado. Así que tenemos la longitud dividida entre el tiempo al cuadrado. Entonces, todas las otras cantidades pueden ser derivadas de estas tres fundamentales. Ahora que estamos de acuerdo sobre las unidades de medida, tenemos el metro, el segundo y el kilogramo, podemos empezar a hacer mediciones. Ahora bien, importantísimo al hacer mediciones - lo cual siempre es ignorado en los textos universitarios - es la incertidumbre en su medición. Cualquier medición que Ustedes hagan sin ningún conocimiento de la incertidumbre es sin significado. Repetiré esto. Quiero que lo escuchen esta noche a las 3:00 am cuando despierten. Cualquier medición que Ustedes hagan sin el conocimiento de su incertidumbre es completamente sin significado. Mi abuela solía decirme que... al menos ella lo creía así... que alguien acostado en una cama es más alto que estando de pie. Y en honor a mi abuela, voy a someter esto hoy a una prueba. Tengo aquí una instalación en la que puedo medir a una persona de pie y a una persona acostada. No es la mejor cama; pero está acostada. Tengo que convencerlos acerca de la incertidumbre en mi medición porque una medición sin conocimiento de la incertidumbre no tiene significado. Y en consecuencia, lo que haré es lo siguiente: tengo aquí una barra de aluminio y hago la suposición razonable, admisible, de que cuando esta barra de aluminio está durmiendo, cuando es horizontal, que no es más extensa que cuando está vertical. Si Ustedes aceptan eso, podemos comparar la longitud de esta barra de aluminio con este patrón y con este otro patrón. Al menos tenemos alguna clase de calibración con el cual empezar. La medí. ¡Tienen que confiar en mí! Durante estos tres meses, tenemos que confiar entre nosotros. De este modo, aquí mido 149.9 centímetros. Sin embargo, yo pensaría de que el... así que esta es la barra de aluminio. Esto es en posición vertical. 149.9. Pero yo pensaría que la incertidumbre en mi medición es probablemente de 1 milímetro. No puedo realmente garantizarles que lo hice con la máxima exactitud. Así que esa es la vertical.
[6:48]Ahora vamos a medir la barra horizontalmente para lo cual tenemos un patrón aquí. ¡Ups! La escala es en su lado. Y ahora mido la longitud de esta barra. 150.0 horizontalmente. 150.0, de nuevo: más o menos 0.1 centímetros. Entonces, estarían de acuerdo conmigo de que soy capaz de medir más o menos 1 milímetro. Esa es la incertidumbre en mi medición. Ahora bien, si la diferencia de longitud entre la posición acostada y vertical, si eso fuese de un pie... todos lo sabríamos, ¿no es así? Usted se levanta por la mañana, Usted se acuesta y se levanta y se va, ¡pum! Y es un pie más corto. Y todos sabemos que ese no es el caso. Si la diferencia fuese de solamente 1 milímetro, nunca lo supiésemos. Por lo tanto, sospecho que si mi abuela estaba en lo cierto, entonces es probablemente solo de unos pocos centímetros, quizás una pulgada. Y entonces yo argumentaría de que si puedo medir la longitud de un estudiante a un milímetro de aproximación, eso arreglaría el asunto. Por eso necesito un voluntario. ¿Tú quieres ser un voluntario? Te pareces ser muy alto. Espero que... sí, espero que no se pase, oh... ¿Tú no eres más alto que 178 centímetros, o por ahí? Rick: ¡No! Profesor Lewin: ¡Hombre! ... la clase se ríe... ¡Siéntate! la clase se ríe... No puedo tener tipos altos aquí. ¡Vamos! Necesitamos a alguien más modesto en altura. No lo tomes como asunto personal, Rick. Muy bien, ¿cómo te llamas? Estudiante: Zach. Lewin: Zach. Bonito día hoy, ¿verdad, Zach? ¿Te sientes bien? ¿Es tu primera clase en el MIT? No. No. Muy bien, hombre. ¡Párate aquí, sí! Bien, 183.2. ¡Quédate ahí, quédate ahí! ¡No te muevas! Zach. Esto es vertical. ¿Qué dije? ¿180? ¿183? ¡Vamos! 0.2. Está bien, 183.2. ¡Ajá! Y una incertidumbre de cerca de uno, Oh! estos son centímetros. 0.1 centímetros. Y ahora vamos a medirlo a él horizontalmente. Zach, no quiero que te vayas a quebrar los huesos, por ello tenemos un pequeño escalón para ti, aquí. Coloca tus pies ahí. Oh!, déjame quitar la barra de aluminio. ¡Que no vayas a quebrar eso, porque entonces es el final! Muy bien!, vendré a tu lado. Tengo que hacer eso. sí, sí. ¡Relájate! Piensa en esto como un pequeño sacrificio por el bien de la ciencia, ¿correcto? No. Okay, ¿estás bien? Zach: Sí. Lewin: ¿estás cómodo? los estudiantes se ríen... Tú realmente estás cómodo, ¿correcto? Zach: Maravilloso. Lewin: Bueno. Estás listo? Zach: Sí. Lewin: Bien. 185.7. ¡Quédate donde estás! 185.7. Estoy seguro, quiero primero hacer la resta, ¿correcto? 185.7, más o menos 0.1 centímetros. Oh!, eso es 5, eso es 2.5 más o menos 0.2 centímetros. Tú eres casi una pulgada más alto cuando duermes que cuando estás de pie. ¡Mi abuela estaba en lo correcto! Ella siempre acierta. ¿Puedes bajar aquí? Quiero que aprecies que la aproximación, Muchas gracias, Zach. que la aproximación de 1 milímetro fue más que suficiente en este caso. Si las aproximaciones de mis medidas hubiesen sido mucho menos, esta medición no hubiese sido convincente del todo. Por ello, cuando Ustedes hagan una medición, Ustedes deben conocer la incertidumbre. De otro modo, no tiene significado.
