fisica

CAPITULO I
CINEMÁTICA DE LA PARTICULA

"La naturaleza es una esfera infinita cuyo centro está en todas partes y su circunferencia en
ninguna"
Blas Pascal

Pensamientos.

"No definiré tiempo, espacio y movimiento ya que estos conceptos son bien conocidos por todos"
Isaac Newton

Principia (1686).

"Tiempo
Más tiempo
¿Solo tiempo?"
Jorge Guillen

Curso 1999

Homenaje.

2INSTITUTO DE FÍSICA –FACULTAD DE INGENIERÍA

Curso 1999

MECÁNICA NEWTONIANA - Cinemática de la Partícula.

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CINEMÁTICA DE LA PARTICULA
I-1. Introducción
La Mecánica es la rama de la Física que estudia el movimiento de los cuerpos materiales.
Históricamente es la primera de las ciencias exactas de la naturaleza y por lo tanto es un
paradigma de toda actividad científica. Más aún, laTecnología moderna y sus inmensas
posibilidades de transformación del mundo resultan de la aplicación sistemática del método
científico. Por esta razón, más allá del interés que sin duda tiene el transmitir un conjunto de
conocimientos útiles para la actividad profesional del ingeniero, este curso de Física, como todos
los restantes, tiene el objetivo fundamental de lograr que los estudiantesadquieran la capacidad de
analizar y resolver los problemas que enfrenten en su actividad profesional con esa mezcla de
rigor e imaginación propia de la ciencia.
El primer obstáculo que debe superar toda ciencia empírica para su desarrollo es el de
poner orden en nuestras sensaciones extraordinariamente ricas y fugaces. Platón fue el primero en
observar que nada podríamos decir acerca de laspercepciones fluidas de nuestros sentidos si no
pudiéramos captar en ellas relaciones permanentes proyectadas por nuestra razón. El pensamiento
debe ir eliminando factores accesorios o accidentales y con la ayuda de objetos geométricos y
matemáticos debe intentar describir los fenómenos que ante nosotros fluyen sin cesar. Platón se
limitó a enunciar el programa de las ciencias empíricas.Había que esperar hasta la llegada de la
época moderna, para que hombres como Kepler, Galileo y Newton lo llevaran a cabo.
El primer problema al que se ve enfrentada la Física al buscar una descripción precisa del
movimiento es por consiguiente el de eliminar todos aquellos factores que son accesorios y el de
encontrar el lenguaje matemático más apropiado. La máxima realización de este programaalcanzada en la antigüedad es la descripción de Ptolomeo del movimiento planetario. Resulta
natural que la primera descripción con cierto grado de exactitud de un fenómeno se refiera al
movimiento planetario. En efecto, los datos de la observación son sumamente simples (debido a la
distancia entre los objetos celestes y la Tierra, es fácil tratar a los primeros como objetos
puntuales). Por otraparte, sus movimientos son muy regulares y periódicos. Basándose en las
nociones de la geometría de Euclides y en la idea platónica de la perfección de la circunferencia,
Ptolomeo llega a una descripción del movimiento planetario en términos de partículas puntuales
que ocupan posiciones sucesivas en el espacio a medida que el tiempo transcurre. Los elementos
esenciales de la descripcióncinemática del movimiento de las partículas materiales ya están
presentes en el esquema de Ptolomeo.
Sólo faltaba incorporar la idea de la Relatividad del Espacio que aparecería con
Copérnico y sería enunciada en forma explícita por Galileo. En efecto, para Ptolomeo todo

Curso 1999

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INSTITUTO DE FÍSICA –FACULTAD DE INGENIERÍA

movimiento debe describiese con referencia a la Tierra que seencuentra en reposo en el centro del
Universo. Al mostrar la enorme simplificación conceptual que resultaba al referir el movimiento
de los planetas en torno al Sol, Copérnico estaba implícitamente mostrando que el sistema de
referencia respecto al cual se describe el movimiento depende en definitiva de nuestra
conveniencia y que por lo tanto no existe un sistema privilegiado.
En este...