mario felipe FISICA

INTRODUCCIÓN
A LA
MECÁNICA

Mario Felipe Londoño V.
Profesor Asociado
Universidad Nacional de Colombia
Sede Medellín

PRÓLOGO
Los alumnos de ciencias y de ingeniería comienzan el estudio de la física por la mecánica
newtoniana, clásica. No sólo porque muchos de sus conceptos están en la base de toda la
física, sino porque el estudio del movimiento de los cuerpos, objeto de lamecánica,
proporciona, por la percepción directa e inmediata de muchos movimientos simples e
importantes, una ocasión formativa ejemplar para enseñar a un estudiante cómo en un modelo
científico se articulan racionalmente unos conceptos en una teoría, y cómo sus consecuencias
se corresponden en mayor o menor grado con los comportamientos reales de los cuerpos del
mundo. Además, en ese empeño avanza yse afianza el aprendizaje de diversos saberes: el
cálculo, el álgebra, la geometría, el dibujo, aunados en el propósito de estudiar el movimiento
de los cuerpos, preparando al estudiante para abordar luego teorías físicas, teorías científicas,
más abstractas y más complejas.
Este texto de Introducción a la Mecánica proviene de las clases que he impartido durante años
a estudiantes deingeniería en su primer curso de física, en la Sede de Medellín de la
Universidad Nacional de Colombia. He tenido ocasión de pensar, al escribirlo, que el veraz y
sabio adagio: “Si quieres aprender, enseña”, puede complementarse diciendo: “Si quieres
aprender aún más, escribe”.
El texto tiene como propósito central la presentación teórica de las leyes fundamentales de la
mecánica clásica,newtoniana, y de sus aplicaciones. En él se presentan los conceptos y las
leyes de manera concisa y directa. Creo que su comprensión se realiza del modo más eficaz
en el estudio cuidadoso de sus aplicaciones y por ello los ejemplos son de gran importancia.
Presentan lo elemental, con abundancia de detalles, pausadamente, con esmero, ilustrando
cómo se estructura la aplicación de los conceptos y de lasleyes, con orden, con organización,
pero con flexibilidad.
Los movimientos de los cuerpos reales son con frecuencia de gran complejidad. En el estudio
de la mecánica, y en general de la física, es necesario aprender a hacer simplificaciones,
idealizaciones, aprender a distinguir lo que es relevante para un cierto propósito, de lo que no
lo es. Para enseñar ese aspecto, en los ejemplos se buscala precisión y la aserción explícita
del modelo físico utilizado para representar tales o cuales cuerpos. Son la claridad y el orden
los que permiten al estudiante adquirir confianza en el manejo de los conceptos y teorías. Para
que el estudiante aplicado desarrolle paulatinamente su habilidad en la aplicación de las leyes
físicas, se le proporcionan ejercicios, que contienen sugerencias y,en muchos casos,
soluciones que puede cotejar con las suyas propias.
Este libro está pensado como un texto de trabajo para el primer curso de física, de un semestre
de duración, para estudiantes de ciencias e ingenierías. Las matemáticas necesarias para su
estudio son relativamente simples: álgebra, geometría, trigonometría y principios elementales
de vectores. Desde el punto de vista delcálculo, se requiere un cierto conocimiento de la
derivación e integración de funciones sencillas.
En el estudio de la mecánica elemental la realización experimental es invaluable, es
imprescindible. Un texto como éste debe acompañarse, en la medida de lo posible, de
montajes experimentales. Los ejemplos, los ejercicios, enseñan más cuando se acompañan de

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experiencias demostrativas, que enmuchos casos pueden ser cualitativas y aproximadas, pero
que, con las reflexiones adecuadas, son una ayuda valiosa en la comprensión de los conceptos
y de las leyes, y permiten también comprender las limitaciones de los modelos simplificados.
Con frecuencia sólo se requieren elementos mínimos: cuerdas, bloques, esferas, resortes,
poleas, para plantear e ilustrar numerosos problemas...