Cinematica

CAPITULO I


CINEMTICA DE LA PARTICULA






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

Blas Pascal Pensamientos.






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

Isaac Newton Principia (1686).






"Tiempo

Ms tiempo

Solo tiempo?"

Jorge GuillenHomenaje.


















Curso 1999







2 INSTITUTO DE FSICA –FACULTAD DE INGENIERA



























































Curso 1999







MECNICA NEWTONIANA - Cinemtica de la Partcula. 3

CINEMTICA DE LA PARTICULA


I-1. Introduccin

La Mecnica es la rama de laFsica que estudia el movimiento de los cuerpos materiales. Histricamente es la primera de las ciencias exactas de la naturaleza y por lo tanto es un paradigma de toda actividad cientfica. Ms an, la Tecnologa moderna y sus inmensas posibilidades de transformacin del mundo resultan de la aplicacin sistemtica del mtodo cientfico. Por esta razn, ms all del inters que sin duda tiene el transmitir unconjunto de conocimientos tiles para la actividad profesional del ingeniero, este curso de Fsica, como todos los restantes, tiene el objetivo fundamental de lograr que los estudiantes adquieran la capacidad de analizar y resolver los problemas que enfrenten en su actividad profesional con esa mezcla de rigor e imaginacin propia de la ciencia.

El primer obstculo que debe superar toda ciencia empricapara su desarrollo es el de poner orden en nuestras sensaciones extraordinariamente ricas y fugaces. Platn fue el primero en observar que nada podramos decir acerca de las percepciones fluidas de nuestros sentidos si no pudiramos captar en ellas relaciones permanentes proyectadas por nuestra razn. El pensamiento debe ir eliminando factores accesorios o accidentales y con la ayuda de objetosgeomtricos y matemticos debe intentar describir los fenmenos que ante nosotros fluyen sin cesar. Platn se limit a enunciar el programa de las ciencias empricas. Haba que esperar hasta la llegada de la poca moderna, para que hombres como Kepler, Galileo y Newton lo llevaran a cabo.

El primer problema al que se ve enfrentada la Fsica al buscar una descripcin precisa del movimiento es por consiguienteel de eliminar todos aquellos factores que son accesorios y el de encontrar el lenguaje matemtico ms apropiado. La mxima realizacin de este programa alcanzada en la antigedad es la descripcin de Ptolomeo del movimiento planetario. Resulta natural que la primera descripcin con cierto grado de exactitud de un fenmeno se refiera al movimiento planetario. En efecto, los datos de la observacin sonsumamente simples (debido a la distancia entre los objetos celestes y la Tierra, es fcil tratar a los primeros como objetos puntuales). Por otra parte, sus movimientos son muy regulares y peridicos. Basndose en las nociones de la geometra de Euclides y en la idea platnica de la perfeccin de la circunferencia, Ptolomeo llega a una descripcin del movimiento planetario en trminos de partculas puntualesque ocupan posiciones sucesivas en el espacio a medida que el tiempo transcurre. Los elementos esenciales de la descripcin cinemtica del movimiento de las partculas materiales ya estn presentes en el esquema de Ptolomeo.

Slo faltaba incorporar la idea de la Relatividad del Espacio que aparecera con Coprnico y sera enunciada en forma explcita por Galileo. En efecto, para Ptolomeo todoCurso 1999







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movimiento debe describiese con referencia a la Tierra que se encuentra en reposo en el centro del Universo. Al mostrar la enorme simplificacin conceptual que resultaba al referir el movimiento de los planetas en torno al Sol, Coprnico estaba implcitamente mostrando que el sistema de referencia respecto al cual...