Historia De La Dinamica

Historia de la Dinámica

La primera rama de la Física en desarrollarse fue la dinámica, que estudia el movimiento de los cuerpos y las fuerzas que lo provocan. Para nosotros el movimiento es fundamentalmente el desplazamiento de una cosa en el espacio, sin embargo para los griegos movimiento es

Toda modificación de un objeto o cosa

, modificación que, naturalmente, también puede ser la de su posición en el espacio; por ello el término actual más próximo a la comprensión griega del movimiento es el término

Cambio

.En el siglo I, Herón de Alejandría escribió varios tratados de mecánica, en los que describía un sinfín de aparatos destinados a dirigir y aprovechar mejor el esfuerzo humano. Describió, aunque de forma arcaica, la ley de acción-reacción de Isaac Newton, experimentando con vapor de agua. Generalizó el principio de la palanca de Arquímedes. Además, realizó una descripción detallada del

Hýdraulis de Ctesibio

(Un órgano que funcionaba con agua).Anaximandro pensaba que la naturaleza procedía de la separación, por medio de un eterno movimiento, de los elementos opuestos (por ejempló, (frio-calor), que estaban encerrados en algo llamado materia primordial. Demócrito decía que la naturaleza está formada por piezas indivisibles de materia llamadas átomos, y que el movimiento era la principal característica de éstos, siendo el movimiento un cambio de lugar en el espacio. En el siglo III a. C., Arquímedes (287 a. C.-212 a. C.) sistematizó los conocimientos sobre máquinas simples, enunció las leyes de la palanca y construyó numerosos artilugios de interés práctico. Aristóteles define el movimiento como el Paso de la potencia al acto, Y, de un modo más técnico “El acto de lo que está en potencia, en tanto que está en potencia". Con esta definición, Aristóteles quiere indicar al menos las siguientes importantes cuestiones:

 El movimiento es un acto; es una realidad que le puede sobrevenir a una cosa. Con esto queremos indicar que dicha cosa puede no tener el movimiento en acto, como cuando está en reposo: si no muevo la tiza y la tengo en mi mano, la tiza está en reposo en acto (está quieta) y tiene el movimiento en potencia (puesto que la puedo desplazar en cualquier momento);

 Esa peculiar realidad o acto en que consiste el movimiento la tiene un objeto en la medida en que aún no ha actualizado totalmente aquello que puede llegar a ser; puesto que en cuanto lo ha actualizado ya no está en movimiento sino quieta

Sus leyes de movimiento pueden resumirse de la siguiente manera. Para que un cuerpo adquiera una velocidad, es necesario aplicar una fuerza mayor a la resistencia, F>R. Esta es una noción bastante intuitiva: para mover algo debemos empujarlo, y el movimiento empieza recién después de que nuestro empuje sobrepasa un cierto valor. Según Aristóteles, el cuerpo en movimiento adquirirá una velocidad proporcional a la fuerza e inversamente proporcional a la resistencia. Definiendo de manera adecuada la ³resistencia´ esta fórmula describe correctamente el movimiento de un objeto sometido a fuerzas de rozamiento dependientes de la velocidad, que llegan a una velocidad límite proporcional a la fuerza aplicada. Si bien correctas, estas leyes no son útiles al no tratar en pie de igualdad las fuerzas que producen el movimiento con las fuerzas de rozamiento. Tampoco describen cómo se llega a la velocidad límite. Uno de los aspectos más criticables de la doctrina aristotélica es su descripción de la caída de los cuerpos en las cercanías de la Tierra

Este problema interesó a los filósofos naturales desde la antigüedad, y jugó un rol fundamental en el desarrollo de la física. Aristóteles afirmaba que los cuerpos caen con una velocidad proporcional a su peso, es decir, soltando objetos de distinto peso desde una misma altura, el tiempo de caída sería inversamente proporcional a su peso. En los siglos siguientes, y durante toda la Edad Media, se produjeron evidentes adelantos en la construcción de distintas máquinas y se inició el aprovechamiento de las energías hidráulica y eólica. Sin embargo, hubo que esperar hasta 1543 para encontrar una teoría realmente revolucionaria: la teoría heliocéntrica de Copérnico (1473-1543), la cual postulaba:-

 Los movimientos celestes son uniformes, eternos, y circulares o compuestos de diversos ciclos (epiciclos).-

 El centro del universo se encuentra cerca del Sol.-

 Orbitando el Sol, en orden, se encuentran Mercurio, Venus, la Tierra y la Luna, Marte, Júpiter, Saturno.-

 Las estrellas son objetos distantes que permanecen fijos y por lo tanto no orbitan alrededor del Sol.-

 La Tierra tiene tres movimientos: la rotación diaria, la revolución anual, y la inclinación anual de su eje.-

 El movimiento retrógrado de los planetas es explicado por el movimiento de la Tierra.-

 La distancia de la Tierra al Sol es pequeña comparada con la distancia a las estrellas.

Copérnico no fue el primero en señalar la centralidad del Sol. A este respecto, basta nombrar a Aristarco de Samos, quien ya en la antigua Grecia enseñaba que la Tierra y todos los demás planetas giraban alrededor del Sol. De todos modos, el modelo que imperaba en su tiempo era el de Claudio Ptolomeo, que afirmaba que la tierra se hallaba estática y que tanto el Sol como los planetas giraban a su alrededor. Al realizar sus observaciones astronómicas, Copérnico descubrió anomalías en el sistema ptolemaico y comenzó a dudar de sus postulados básicos. En su obra principal dice: ´Cuando un barco navega sin sacudidas, los viajeros ven moverse, a imagen de su movimiento, todas las cosas que les son externas y, a la inversa, creen estar inmóviles con todo lo que está con ellos. Ahora, en lo referente al movimiento de la Tierra, de manera totalmente similar, se cree que es todo el Universo íntegro el que se mueve alrededor de ella«". Copérnico llegó a la conclusión de que la Tierra se movía, girando sobre sí misma (un giro completo equivalía a un día) y alrededor del sol (un giro completo equivalía a un año).También sostenía que el eje de la Tierra se hallaba inclinado. A su vez, mantenía la concepción tradicional de una esfera exterior donde se encontraban inmóviles las estrellas. Se debe tener en cuenta que Copérnico realizaba sus observaciones sin contar con el aporte invalorable del telescopio, que por entonces no había sido aún inventado. Para observar los cuerpos celestes, pasaba las noches en la torre de su casa de las montañas. Complementaba estas observaciones con la lectura de las obras antiguas y clásicas y con sus propias anotaciones y cálculos. Si bien éstos últimos no eran del todo precisos, todas sus observaciones respondían a necesidades de orden teórico y se realizaban según un plan preestablecido. Copérnico sentó las bases de la Astronomía Moderna, que sería desarrollada luego por Galileo, Brahe, Kepler y Newton, entre otros Quizá, el mayor divulgador del heliocentrismo fue Galileo Galilei (1564-1642). Galileo puede considerarse como uno de los fundadores

De lo que hoy llamamos el ³método científico´ y también uno de los fundadores de la física clásica. Utilizando observaciones experimentales, idealizaciones y deducciones lógicas, logró avanzar sobre la física aristotélica y cambiar conceptos que estaban firmemente arraigados desde hacía casi 2000 años. Galileo adhirió a la visión copernicana, seguramente influido por los descubrimientos que realizó partir de 1609. Efectivamente, realizando observaciones con un telescopio, estudió la forma y superficie de la Luna, descubrió lunas en otros planetas y encontró diferencias entre los planetas y las estrellas, que mostraban inequívocamente que las estrellas se encontraban a distancias mucho mayores. La Tierra se desplaza velozmente alrededor del Sol, a unos 30km/seg, y además gira sobre su eje, de manera que un punto sobre la superficie del ecuador se mueve respecto al eje de rotación a unos500 m/seg. ¿Por qué no nos damos cuenta de esos movimientos? Aquí es donde la descripción del movimiento galileana se relaciona con el ³sistema del mundo´. Hasta antes de Galileo, uno de los argumentos para asegurar la inmovilidad de la Tierra era que, si esta se moviese, un objeto lanzado verticalmente hacia arriba no debería volver a caer en el punto de lanzamiento, ya que la Tierra se desplazaría durante el tiempo que tarda el vuelo del objeto lanzado. Para Galileo, el estado ³natural´ de movimiento de un cuerpo es el de mantener su velocidad. Si inicialmente está en reposo se mantendrá en reposo. Pero si inicialmente se mueve con una cierta velocidad no nula, y si no está sometido a ninguna acción externa, mantendrá su velocidad constante. Este es el principio de inercia que luego Newton utilizaría en sus Principios. Consecuentemente, un objeto lanzado verticalmente hacia arriba desde la Tierra tiene inicialmente la misma velocidad horizontal que la Tierra, y por lo tanto su movimiento a lo largo de la horizontal acompañará al de la Tierra.

El principio de inercia está íntimamente relacionado con el principio de relatividad. El hecho de que lanzando un objeto verticalmente hacia arriba no podamos detectar el estado de movimiento del sistema de referencia en que nos encontremos,

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