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El movimiento es, sin duda, el primer aspecto del mundo físico estudiado por el hombre. Las observaciones del movimiento de los planetas y las estrellas se remontan a las antiguas civilizaciones de Egipto y Mesopotamia (ca. 3000 a.C.), siendo eminentemente prácticas, con el objetivo de elaborar calendarios. Sin embargo, serán los grandes pensadores griegos los que comiencen a desprenderse del mito y a estudiar de forma racional los fenómenos naturales.
Newton y el concepto de fuerza. La mecánica de la ilustración
Los estudios de Galileo permiten llegar al concepto de aceleración sobre el que no se había reflexionado hasta entonces. Pero fue Isaac Newton el primero en comprender que no bastaba con las magnitudes cinemáticas para obtener una mecánica útil, y que era necesaria la introducción de otra magnitud primitiva: la fuerza. Para Newton, el estado natural de un cuerpo era tanto el reposo como el movimiento rectilíneo y uniforme. Para modificar ese estado habría que aplicar una fuerza, luego ésta era la causante de la aceleración que podía sufrir un cuerpo.
Si bien podemos considerar que los principios físicos contenidos en el trabajo de Newton se encuentran en otros estudios anteriores, hay que señalar que su contribución principal fue la de un concepto de fuerza dada a priori. Por otro lado, Newton unificó las dinámicas celeste y terrestre, estableciendo que las mismas fuerzas que hacían caer la manzana eran las causantes del movimiento de los astros.
Con posterioridad a Newton, fue el trabajo de unos cuantos teóricos, que se dedicaron a expresar en el lenguaje matemático las leyes que rigen los fenómenos físicos, lo que permitió aclarar y generalizar los conceptos newtonianos del movimiento y dar a la mecánica clásica su forma actual. Las ecuaciones de Newton no aparecen como tal en su obra.
Debemos destacar en el s. XVIII la figura de Leonard Euler. A él le debemos la introducción de los conceptos de masa puntual y centro de masas (y la observación de que los enunciados de Newton sólo son válidos para masas puntuales), o la utilización del concepto de vector como magnitud dirigida. Es Euler quien expone por primera vez las ecuaciones de F=ma.
Otra aportación importante es la de Joseph-Louis Lagrange. En su obra, presenta la mecánica como una rama de la teoría de las ecuaciones diferenciales. En su mecánica analítica aparece por primera vez un principio variacional válido para un gran número de sistemas, formula el principio de los trabajos virtuales y llega a una formulación invariante de la mecánica, conocida como ecuaciones de Lagrange, las cuales han jugado un papel muy importante en la física modernas
El concepto aristotélico de movimiento
Para Aristóteles (s. IV a.C.), el estado natural de un cuerpo era el reposo. Aparte del mundo celeste donde el movimiento natural único sería el circular uniforme, en el mundo inferior (sublunar), debemos distinguir entre el movimiento rectilíneo vertical y los demás.
El movimiento vertical es un movimiento natural que viene determinado por la tendencia del elemento presente a volver a su lugar natural cuando se encuentre fuera de él. Así, cuando se calienta un vaso de agua, el vapor se eleva por la presencia del elemento fuego que tiende a llegar a la esfera de fuego. Al enfriarse, el vapor abandona el fuego, y el agua, que es ahora el elemento predominante, tiende a ocupar su lugar natural abajo. Como consecuencia, en el movimiento de caída libre de los cuerpos, la velocidad deber ser proporcional a la cantidad de su elemento constituyente, así, los cuerpos más pesados caerían más deprisa que los más ligeros.
Este pensamiento no era el resultado de experiencias mal realizadas o de errores de medidas, ya que los antiguos griegos no experimentaban, sólo especulaban, sino que era una consecuencia característica de un esquema global de pensamiento.
Por otra parte, en el movimiento deben considerarse dos aspectos: la acción del motor y la resistencia del medio a través del que se mueve. Ésta frena el impulso del móvil y si llega a compensar la fuerza motriz, hace que el cuerpo vuelva a su estado de reposo. Para Aristóteles, la velocidad de un cuerpo es inversamente proporcional a la resistencia que ofrece el medio en que se mueve. Así, en el vacío, donde la resistencia es cero, la velocidad sería infinita, lo que le lleva a concluir que el vacío no existe (horror vacui).
Newton y el concepto de fuerza. La mecánica de la ilustración
Los estudios de Galileo permiten llegar al concepto de aceleración sobre el que no se había reflexionado hasta entonces. Pero fue Isaac Newton el primero en comprender que no bastaba con las magnitudes cinemáticas para obtener una mecánica útil, y que era necesaria la introducción de otra magnitud primitiva: la fuerza. Para Newton, el estado natural de un cuerpo era tanto el reposo como el movimiento rectilíneo y uniforme. Para modificar ese estado habría que aplicar una fuerza, luego ésta era la causante de la aceleración que podía sufrir un cuerpo.
Si bien podemos considerar que los principios físicos contenidos en el trabajo de Newton se encuentran en otros estudios anteriores, hay que señalar que su contribución principal fue la de un concepto de fuerza dada a priori. Por otro lado, Newton unificó las dinámicas celeste y terrestre, estableciendo que las mismas fuerzas que hacían caer la manzana eran las causantes del movimiento de los astros.
Con posterioridad a Newton, fue el trabajo de unos cuantos teóricos, que se dedicaron a expresar en el lenguaje matemático las leyes que rigen los fenómenos físicos, lo que permitió aclarar y generalizar los conceptos newtonianos del movimiento y dar a la mecánica clásica su forma actual. Las ecuaciones de Newton no aparecen como tal en su obra.
Debemos destacar en el s. XVIII la figura de Leonard Euler. A él le debemos la introducción de los conceptos de masa puntual y centro de masas (y la observación de que los enunciados de Newton sólo son válidos para masas puntuales), o la utilización del concepto de vector como magnitud dirigida. Es Euler quien expone por primera vez las ecuaciones de F=ma.
Otra aportación importante es la de Joseph-Louis Lagrange. En su obra, presenta la mecánica como una rama de la teoría de las ecuaciones diferenciales. En su mecánica analítica aparece por primera vez un principio variacional válido para un gran número de sistemas, formula el principio de los trabajos virtuales y llega a una formulación invariante de la mecánica, conocida como ecuaciones de Lagrange, las cuales han jugado un papel muy importante en la física modernas
El concepto aristotélico de movimiento
Para Aristóteles (s. IV a.C.), el estado natural de un cuerpo era el reposo. Aparte del mundo celeste donde el movimiento natural único sería el circular uniforme, en el mundo inferior (sublunar), debemos distinguir entre el movimiento rectilíneo vertical y los demás.
El movimiento vertical es un movimiento natural que viene determinado por la tendencia del elemento presente a volver a su lugar natural cuando se encuentre fuera de él. Así, cuando se calienta un vaso de agua, el vapor se eleva por la presencia del elemento fuego que tiende a llegar a la esfera de fuego. Al enfriarse, el vapor abandona el fuego, y el agua, que es ahora el elemento predominante, tiende a ocupar su lugar natural abajo. Como consecuencia, en el movimiento de caída libre de los cuerpos, la velocidad deber ser proporcional a la cantidad de su elemento constituyente, así, los cuerpos más pesados caerían más deprisa que los más ligeros.
Este pensamiento no era el resultado de experiencias mal realizadas o de errores de medidas, ya que los antiguos griegos no experimentaban, sólo especulaban, sino que era una consecuencia característica de un esquema global de pensamiento.
Por otra parte, en el movimiento deben considerarse dos aspectos: la acción del motor y la resistencia del medio a través del que se mueve. Ésta frena el impulso del móvil y si llega a compensar la fuerza motriz, hace que el cuerpo vuelva a su estado de reposo. Para Aristóteles, la velocidad de un cuerpo es inversamente proporcional a la resistencia que ofrece el medio en que se mueve. Así, en el vacío, donde la resistencia es cero, la velocidad sería infinita, lo que le lleva a concluir que el vacío no existe (horror vacui).
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