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miércoles, 30 de enero de 2013
domingo, 27 de enero de 2013
NEWTON
Isaac
Newton fue el mayor pensador de su tiempo y probablemente de la
historia, en esta entrada recogeremos algunos aspectos de su vida y
de sus descubrimientos.
científica. Eminente hombre del Renacimiento, mostró interés por casi todas
(La Haya,14.de.abril.de.1629–ibídem,8 de julio de 1695) fue un astrónomo,físico y
Alemania,14 de marzo de 1879 –Princeton,Estados Unidos,18 de abril de 1955) fue
Una de las magnitudes que han llevado a explicar y a utilizar las leyes de Newton es el
momento lineal.
Sin duda los más asombrosos descubrimientos de Newton fueron las leyes de la
Isaac
Newton tiene dos fechas de nacimiento (25 de diciembre de
1642
y 4 de enero de 1643, la primera pertenece al
calendario
juliano:El
calendario juliano es el antecesor del calendario
gregoriano
y se basa en el movimiento aparente del sol para medir
el
tiempo. Desde su implantación en el 46 a. C., se adoptó
gradualmente
en los países europeos y sus colonias hasta
la
implantación de la reforma gregoriana, del Papa Gregorio XIII,
en
1582. Sin embargo, en los países de religión ortodoxa se
mantuvo
hasta principios del siglo XX:
Puede
que Newton tuviese un carácter un tanto peculiar, pero eso no le
impidió reconcer
los
méritos de sus colegas con una de sus frases más famosas.
Cuando
Newton dijo: "Si he visto más lejos es porque estoy sentado
sobre los hombros
de
gigantes" , frase original de él, y se refería a que gracias a
los conocimientos
aportados
por otros científicos anteriores , como Arquímedes, Galileo o
Kepler pudo
desarrollar
parte de sus actividades.
Estudiando
la vida de Newton hemos leído sobre muchos científicos, o gigantes,
como
Newton
decía .
Estos
son los más importantes de ellos.
Aristóteles
es un filósofo clásico cuyas ideas sobre cinemática, dinámica,
astronomía y
cosmología
predominaban en Europa desde la época de la Grecia clásica hasta la
revolución
copernicana. Aristóteles sostuvo un sistema geocéntrico,
en el cual la Tierra
se
encontraba
inmóvil en el centro mientras a su alrededor giraba el Sol con otros
planetas
Aunque
esta filosofía estuvo vigente durante muchos años, en la época de
Newton ya se
había
empezado a revisar, especialmente por Copernico, Kepler y sobre todo
Galileo.
Hay
una frase de newton que dice “Platon es mi amigo, Aristóteles es
mi amigo, pero mi
mejor
amiga es la verdad”
Arquimedes
287 a. C.fue
un matemático
griego, físico,
ingeniero,
inventor
y astrónomo.
Aunque
se conocen
pocos detalles de su vida, es considerado uno de los científicos
más
importantes
de la antigüedad
clásica.
Entre sus avances en física
se
encuentran sus
fundamentos
en hidrostática
estática
y
la explicación del principio de la palanca.
Copérnico,
19
de febrero de
1473
–Polonia,
24
de mayo de
1543)
fue un astrónomo
polaco
del Renacimiento
que
estudió la teoría
heliocéntrica del
Sistema
Solar,
concebida
en
primera instancia por Aristarco
de Samos.
Su
libro,(Sobre las revoluciones de las esferas celestes), suele estar
considerado como el
punto
inicial o fundador de la astronomía moderna, además de ser una
pieza clave en lo
que
se llamó la Revolución
Científica en
la época del
Renacimiento
Kepler
Johannes
Kepler (Alemania,27
de diciembre de
1571-ia,15
de noviembre de
1630),
figura
clave en la revolución
científica,
astrónomo y matemático alemán;
fundamentalmente
conocido por sus leyes
sobre el movimiento de los planetas en su
órbita
alrededor del Sol.
Galileo
Pisa,15
de febrero de
1564
–
Florencia,
8
de enero 1642)
fue un astrónomo,filósofo,
matemático
y
físico
italiano que
estuvo relacionado estrechamente con la revolución
científica. Eminente hombre del Renacimiento, mostró interés por casi todas
las
ciencias y artes
(música,literatura,pintura).
Sus logros incluyen la mejora
del
telescopio,
gran variedad de observaciones astronómicas, la primera
ley del
movimiento
y
un apoyo determinante para el copernicanismo.
Ha
sido considerado como el «padre de la astronomía moderna», el
«padre de la física
moderna»y
el «padre de la ciencia».
Descartes
René
Descartes(La Haye,Turena
francesa, 31 de marzo de
1596 - Estocolmo,Suecia,11
de
febrero de1650),fue
un filósofo,matemático
y
físico
francés,
considerado como el padre
de
la geometría
analítica y
de la filosofía moderna,así
como uno de los nombres más
destacados
de la revolución
científica.
Huygens
(La Haya,14.de.abril.de.1629–ibídem,8 de julio de 1695) fue un astrónomo,físico y
matemático holandés.
Maxwell,
Edimburgo,Escocia,13
de junio de
1831–Cambridge,Inglaterra,5
de noviembre de1879).
Físico
escocés conocido principalmente por haber desarrollado la teoría
electromagnéticaclásica,
sintetizando todas las anteriores observaciones, experimentos y
leyes
sobre electricidad, magnetismo y aun sobre óptica, en una teoría
consistente.
Las ecuaciones
de Maxwell demostraron
que la electricidad, el magnetismo y hasta la
luz, son
manifestaciones del mismo fenómeno: el campo
electromagnético.
Einstein
Alemania,14 de marzo de 1879 –Princeton,Estados Unidos,18 de abril de 1955) fue
un físico alemán
que en 1905 publicó su teoría de la relatividad especial. En ella
incorporó,
en un marco teórico simple fundamentado en postulados físicos
sencillos,
conceptos
y fenómenos estudiados antes por Henri Poincaré y
por Hendrik Lorentz.
Como
una consecuencia lógica de esta teoría, dedujo la ecuación de
la física más
conocida
a nivel popular: la equivalencia masa-energía, E=mc². Ese
año publicó otros
trabajos
que sentarían bases para la física estadística y
la mecánica cuántica.
En 1915 presentó
la teoría de la relatividad general, en la que reformuló por
completo el
concepto
degravedad.
Una
de las consecuencias fue el surgimiento del estudio científico
del
origen y la evolución del Universo por
la rama de la física denominada cosmología. En
1919,
cuando las observaciones británicas de un eclipse solar
confirmaron sus
predicciones
acerca de la curvatura de la luz, fue idolatrado por la prensa.
Einstein se
convirtió
en un icono popular de la
ciencia
mundialmente famoso, un privilegio al alcance
de
muy pocos científicos.
Newton
no solo hizo experimentos, si no que además mejoró otros
experimentos que ya
se
habían hecho, un claro caso es el del telescopio de Galileo.
En
lugar de lentes utilizó espejos. El espejo cóncavo necesario lo
fabricó de metal (utilizó
una
aleación basada en
cobre)
. Este espejo refleja la luz de un objeto lejano y con un tamaño de
unos 15 cm
conseguía
cuarenta aumentos, mucho mas que el telescopio de Galileo de metro y
medio
, y sin aberraciones.
Uno
de los grandes intereses de Newton fue la luz, el arco iris, la
óptica... etc.
Fue
Descartes quien dio una primera explicación cierta sobre la
formación del arco iris.
La
luz del sol se descompone cuando atraviesa una gota de agua en un
determinado
ángulo,
una parte de ella sale de
ella
en un determinado ángulo y la otra se refleja en el otro lado. Esa
luz, descompuesta
en
sus colores es lo que ve el
observador.
Después
de un aguacero hay infinidad de gotas y solo el conjunto de las que
están en
determinado
ángulo con el sol, se disponen formando un ángulo
perfecto.componiendo el
arco
primario.
El
arco secundario lo forma las gotas que se disponen en otro ángulo.
Habiendo mas
reflexiones
y refracciones, por eso el arco secundario es mas débil si llega a
formarse.
A parte de sus avances en la óptica, las leyes dinámicas de Newton merecen ser
nombradas:
Primera
ley de Newton: Todos los cuerpos se mantienen firmes y constantes en
su estado de
reposo o de movimiento uniforme en linea recta, salvo
que se vean forzados a cambiar ese
estado por fuerzas impresas.
Segunda
ley: La fuerza neta aplicada sobre un cuerpo es proporcional a la
aceleración que
adquiere dicho cuerpo.
Tercera
ley de Newton: Si un cuerpo A ejerce una acción sobre un cuerpo B,
éste realiza
sobre A otra acción igual y de sentido contrario.
Una de las magnitudes que han llevado a explicar y a utilizar las leyes de Newton es el
momento lineal.
El
momento lineal es el producto de la masa de un cuerpo por la
velocidad instantánea del
momento.
También llamado cantidad de movimiento.
En la
primera ley de Newton, el momento lineal es constante porque la
velocidad no
varía,
esto quiere decir que no hay aceleración. Que a su vez quiere decir
que no hay
fuerza
que actúe.
Por lo
tanto como dice la primera ley de Newton el cuerpo mantiene su
movimiento, y en
este
caso ni la masa ni la velocidad varía por lo tanto el momento lineal
es constante.
En la
segunda ley de Newton se deduce que la fuerza que actúa sobre un
cuerpo es igual
a la
variación temporal de la cantidad de movimiento de dicho cuerpo. El
momento lineal
no es
constante ya que cuando se le aplica una fuerza a un cuerpo se le
aplica una
aceleración,
y por tanto la velocidad varía y hace que el momento lineal no sea
uniforme.
En la
tercera ley de Newton el momento lineal ,del sistema compuesto por
los dos
cuerpos
, se mantiene constante porque al impactar, la suma de las fuerzas
que se
producen
es igual a 0. Por lo tanto se producen aceleraciones que cambian el
valor de la
velocidad
de cada cuerpo, pero el momento lineal del sistema sigue igual que
antes del
impacto.
Sin duda los más asombrosos descubrimientos de Newton fueron las leyes de la
dinámica
y la Ley de la Gravitación universal.
.
La
ley de la gravitación universal dice que toda fuerza entre dos
cuerpos es directamente
proporcional
al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de
la
distancia
entre ellos.
Cuando
estamos en la Tierra cualquier objeto que dejemos en el aire cae, cae
hacia
abajo,
es decir, hacia el centro de la Tierra; pero en esta escala, parece
que la Tierra atrae
a
cualquier cuerpo , a un lápiz, a un balón, a una persona o a la
Luna, pero esto no es así,
por
lo menos no es como pensaban los antiguos geocentristas; La Tierra
atrae a todo
cuerpo
sí, pero todo cuerpo atrae a la Tierra : Por ejemplo, la Luna atrae
a la Tierra como
se
puede observar en las mareas. Sin embargo sólo cuerpos con mucha
masa hacen que
la
Tierra orbite alrededor de ellos, como el Sol. ¿Por qué? Es la Ley
de la Gravitación
Universal
quién da la respuesta a esta pregunta. Porque la fuerza de atracción
depende
de
las masas de los cuerpos en cuestión, por ello el Sol (que tiene una
masa mucho
mayor
a la terrestre) hace que la Tierra gire alrededor de él.
Pero,
y entonces ¿Por qué la Tierra gira más rápido respecto al Sol que
Plutón?
Porque
la fuerza de atracción no solo depende de las masas, si no que es
inversamente
proporcional
al cuadrado de la distancia entre los cuerpos. Por ello el Sol atrae
con más
fuerza
a la Tierra que a Plutón, ya que la distancia es infinitamente mayor
de Plutón al Sol
que
de la Tierra al Sol.
Este
descubrimiento es capaz de explicar muchos fenómenos, uno de ellos
que
planteamos
aquí es el porque de la órbita lunar alrededor de la Tierra.
La
causante de que la Luna no caiga sobre la Tierra es que, aunque la
Tierra atrae a la
Luna
mediante la gravedad, la Luna tiene otra fuerza en su órbita : la
fuerza centrífuga.
Esta
fuerza hace que la gravedad sea contrarrestada, y que quede por lo
tanto un
equilibrio
entre la fuerza centrífuga y la gravedad.Lo mismo que le ocurre al “
proyectil” del
vídeo,
que va lo suficientemente rápido para que la superficie terrestre se
curve antes de
que
este caiga, es decir, que se establece un equilibrio entre la fuerza
gravedad y la
centrífuga.
Si
el proyectil tuviese menos fuerza, caería sobre la Tierra, si
tuviese más, se saldría de la
órbita.
Esta
explicación se corresponde con el principio de acción y
reacción de Newton. En
este
caso están actuando cuatro fuerzas: la fuerza centrífuga ( que hace
que la Luna
tienda
a irse de la órbita terrestre), la centrípeta ( que atrae a la Luna
hacia el centro de su
órbita),
la fuerza con la que la Tierra atrae a la Luna y la fuerza con la que
la Luna atrae a
la
Tierra.
La
centrífuga y la centrípeta se equilibran y responden por tanto al
principio de acción y
reacción.
La
últimas dos fuerzas, que también responden al principio de acción
y reacción,
dependen
de las masas correspondientes y de la distancia entre ellas. Cada
cuerpo se
atrae
con la misma intensidad ( fuerza).
Por
lo tanto queda patente que a toda fuerza se le opone otra de su misma
intensidad
pero
con sentido contrario.
La
velocidad orbital es la velocidad que tiene un planeta, satélite,
cuerpo... en su órbita
alrededor
de otro cuerpo celeste.
Si
la órbita fuese circular, la velocidad sería constante ya que las
masas y la distancia
entre
los cuerpos siempre es igual. Pero si la órbita es elíptica la
distancia entre los
cuerpos
varía y por tanto también lo hace la aceleración con la que se
atraen. Con lo cuál
la
velocidad no será constante si no que será mayor cuanto más cerca
estén los cuerpos
y
menor cuanto más separados.
1
2.
3.
4.
La
órbita describe una elipse ya que la velocidad varía según la
distancia entre los cuerpos.
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