Mecanica

INSTITUTO TECNOLOGICO DEL ESTADO DE CHIHUAHUA.


Antecedentes Históricos de la Mecánica.

La mecánica es la rama de la física que estudia y analiza el movimiento y reposo de los cuerpos, y su evolución en el tiempo, bajo la acción de fuerzas. El conjunto de disciplinas que abarca la mecánica convencional es muy amplio y es posible agruparlas en cuatro bloques principales:

1. Mecánicaclásica
2. Mecánica cuántica
3. Mecánica relativista
4.Teoría cuántica de campos

La mecánica es una ciencia perteneciente a la física, ya que los fenómenos que estudia son físicos, por ello está relacionada con las matemáticas. Sin embargo, también puede relacionarse con la ingeniería, en un modo menos riguroso. Ambos puntos de vista se justifican parcialmente ya que, si bien la mecánica esla base para la mayoría de las ciencias de la ingeniería clásica, no tiene un carácter tan empírico como éstas y, en cambio, por su rigor y razonamiento deductivo, se parece más a la matemática. La mecánica clásica está formada por áreas de estudio que van desde la mecánica del sólido rígido y otros sistemas mecánicos con un número finito de grados
de libertad, como la mecánica de medios continuos(sistemas con inifinitos grados de libertad). Existen dos formulaciones diferentes, que difieren en el grado de formalización para los sistemas con un número finito de grados de libertad:

* Mecánica newtoniana. Dio origen a las demás disciplinas y se divide en varias de ellas: la cinemática, estudio del movimiento en sí, sin atender a las causas que lo originan; la estática, que estudia elequilibrio entre fuerzas y la dinámica que es el estudio del movimiento atendiendo a sus orígenes, las fuerzas.
* Mecánica analítica, una formulación matemática muy potente de la mecánica newtoniana basada en el principio de Hamilton, que emplea el formalismo de variedades diferenciables, en concreto el espacio de configuración y el espacio fásico.

Aplicados al espacio euclídeotridimensional y a sistemas de referencia inerciales,
las tres formulaciones son básicamente equivalentes.
El estudio de la mecánica se inició con el análisis de números pequeños de objetos grandes que se mueven lentamente, lo que nosotros llamamos la mecánica clásica. Isaac Newton está reconocido como la figura principal en la mecánica clásica, cuando Newton ingresó a la universidad, él había planeadoestudiar Leyes. Sin embargo, él cambió de parecer cuando fue expuesto a los trabajos de grandes pensadores tales como Aristóteles, Descartes, Gassendi, Hobbes y Boyle. Newton también fue inspirado por la mecánica astronómica de Copérnico y por Galileo y los estudios en el campo de la óptica de Kepler. Estas ideas pusieron a Newton a pensar, y sus pensamientos culminaron en su libro, el QuaestionesQuaedam Philosophicae.
Inspirado por el simple hecho de que una manzana siempre cae a la tierra, Newton siguió adelante y estableció las fundaciones para la Teoría de la Gravitación Universal. En 1666, Newton planteó la ley del cuadrado inverso basado en su ley de fuerza centrífuga y en la tercera ley de Kepler de movimiento planetario. Newton compiló y publicó los resultados de su análisis delmovimiento de cuerpos en los medios resistivos y no-resistivos aplicados a cuerpos orbitales, proyectiles, péndulos y caída libre en su libro Philosophiae el Naturalis Principia Matematica. Mejor conocido como el Principia, el cual es considerado como uno de los libros más famosos escrito en la historia. Sus teorías también ayudaron a explicar muchos fenómenos naturales como la ocurrencia periódicade mareas y sus variaciones. Newton también inventó el cálculo diferencial e integral, que es necesario para realizar los cálculos matemáticos involucrados en la mecánica clásica.

La mecánica estadística fue desarrollada por Boltzmann quien publicó su artículo de 1877 titulado "En la relación entre la segunda ley de la teoría mecánica del calor y el cálculo de probabilidad con respecto a los...