Zamorano

Introducción
Introducción a la Mecánica

Nelson Zamorano Hole

Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas
Universidad de Chile

I

´Indice general
I. INTRODUCCION
I.1. UNIDADES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
I.1.1. Introducci´on . . . . . . . . . . . . . . .
I.1.2. Tiempo . . . . . . . . . . . . . . . . . .
I.1.3. Longitud . . . . . . . . . . . . . . . . .
I.1.4. Masa . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .
I.2. ANALISIS DIMENSIONAL . . . . . . . . . . .
I.3. FISICA, MATEMATICAS Y COMPUTACION
I.4. EL ARTE DE LAS ESTIMACIONES . . . . .
I.5. EJERCICIOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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Cap´ıtulo I

INTRODUCCION

Las Ciencias Naturales engloban diversas disciplinas, entre las cuales se encuentran
la F´ısica, la Biolog´ıa, la Qu´ımica y la Astronom´ıa; sin que esta lista sea exhaustiva.
Cada una de ellas estudia determinados fen´omenos que ocurren en lanaturaleza, ya sea
a trav´es de su observaci´
on directa o mediante experimentos llevados a cabo en forma
sistem´
atica en el laboratorio.
Ciertamente, estas divisiones no son esenciales en ciencia y solamente indican grados
de especializaci´on. En algunos casos, el mismo fen´omeno puede concitar simult´aneamente
el inter´es de cient´ıficos de diversas disciplinas. Por ejemplo, el estudio de los objetosque
presentan una evoluci´on ca´otica en el tiempo, interesan simult´aneamente a los F´ısicos y
a los Matem´aticos. De igual modo, la determinaci´on de la estructura del ´acido desoxiribonucl´eico (ADN) –la mol´ecula portadora de la informaci´on gen´etica en animales y
vegetales–, fue el resultado del esfuerzo conjunto de bi´ologos, qu´ımicos, bioqu´ımicos y
f´ısicos.
Quienes tienen como oficio elestudio de las distintas manifestaciones de la naturaleza se les denomina cient´ıficos. Para algunos de ellos, los denominados te´oricos, su labor
consiste en inventar esquemas l´ogicos que permitan explicar las observaciones realizadas
con un m´ınimo de suposiciones y adem´as, en forma simult´anea, predecir la existencia de
nuevos fen´omenos. Otro grupo prefiere desarrollar su labor en unlaboratorio comprobando si las predicciones aventuradas en alguna teor´ıa refleja realmente la forma en que
opera la naturaleza. Tambi´en pueden preferir estudiar un fen´omeno diferente, guiados
por su propia intuici´on y al cual consideran de gran inter´es.
La elaboraci´on de un esquema l´ogico, acompa˜
nado de un lenguaje matem´atico, recibe
el nombre de teor´ıa. Las predicciones de una teor´ıa debenser verificadas experimentalmente con una rigurosidad tal, que basta una observaci´on o predicci´on que no concuerde
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CAP´ITULO I. INTRODUCCION

2

con lo medido, para su modificaci´on o descarte.
El desarrollo de una teor´ıa es un proceso largo y complejo que toma normalmente a˜
nos
y la contribuci´on de muchos investigadores. Sin embargo, siempre en alguna etapa de su
evoluci´on destacanfiguras de gran capacidad intelectual cuyo aporte ha significado una
revoluci´on para su ´epoca. En F´ısica, ese ha sido el caso de Nicol´as Cop´ernico (1473-1543),
Galileo Galilei (1564-1642), Isaac Newton (1643-1727), Albert Einstein (1879-1955) y
Niels B¨ohr (1885-1962), entre otros.
Desde su origen como disciplina cient´ıfica, hace aproximadamente cuatrocientos a˜
nos,
la F´ısica ha acumulado unaenorme cantidad de conocimientos y para manejar una
fracci´on de ese material, se requiere recorrer un largo camino. Esperamos que el estudio
de los aspectos b´asicos de la mec´anica inventada por Newton –que constituye el contenido
de este curso–, marque el comienzo de este trayecto.

I.1.

UNIDADES

I.1.1.

Introducci´
on

Las leyes de la F´ısica son relaciones entre propiedades de la materia...