Fuerza y Movimiento en la Historia

Fuerza y Movimiento en la HistoriaAlumnos:- Viviana Careau Opazo - Annelise Lpez Nez

Curso: 7AProfesor: Andrs TorresAsignatura: Ciencias NaturalesColegio Ensenada de Mara VirgenIntroduccinElmovimientotiene que ver con la sensacin de desplazamiento rpido, como ver una moto o un auto a gran velocidad, pero es provocado por un efecto invisible, que acta sobre los cuerpos, llamadofuerza.

Fuerza y movimiento son dos eventos fsicos que estn ligados. Pero, aunque la fuerza puede manifestarse sola, el movimiento no es posible sin el concurso de una fuerza.

Que es una fuerza?La fuerza se relaciona con la accin que ejerce un cuerpo sobre otro (locomotora que ejerce fuerza para mover sus vagones o barra de acero posada sobre una mesa). Los objetos son los que poseen la capacidad de ejercer fuerzas a causa de algn tipo de interaccin.

Galileo Galilei

Galileo Galilei naci en Pisa el 15 de febrero de 1564. Lo poco que, a travs de algunas cartas, se conoce de su madre, Giulia Ammannati di Pescia, no compone de ella una figura demasiado halagea. Su padre, Vincenzo Galilei, era florentino y proceda de una familia que tiempo atrs haba sido ilustre; msico de vocacin, las dificultades econmicas lo haban obligado a dedicarse al comercio, profesin que lo llev a instalarse en Pisa. Hombre de amplia cultura humanista, fue un intrprete consumado y un compositor y terico de la msica; sus obras sobre teora musical gozaron de una cierta fama en la poca.En julio de 1609, de visita en Venecia (para solicitar un aumento de sueldo), Galileo tuvo noticia de un nuevo instrumento ptico que un holands haba presentado al prncipe Mauricio de Nassau; se trataba del anteojo, cuya importancia prctica capt Galileo inmediatamente, dedicando sus esfuerzos a mejorarlo hasta hacer de l un verdadero telescopio. Aunque declar haber conseguido perfeccionar el aparato merced a consideraciones tericas sobre los principios pticos que eran su fundamento, lo ms probable es que lo hiciera mediante sucesivas tentativas prcticas que, a lo sumo, se apoyaron en algunos razonamientos muy sumarios.

Galileo GalileiSea como fuere, su mrito innegable residi en que fue el primero que acert en extraer del instrumento un provecho cientfico decisivo. Entre diciembre de 1609 y enero de 1610, Galileo realiz con su telescopio las primeras observaciones de la Luna, interpretando lo que vea como prueba de la existencia en nuestro satlite de montaas y crteres que demostraban su comunidad de naturaleza con la Tierra; las tesis aristotlicas tradicionales acerca de la perfeccin del mundo celeste, que exigan la completa esfericidad de los astros, quedaban puestas en entredicho.El descubrimiento de cuatro satlites de Jpiter contradeca, por su parte, el principio de que la Tierra tuviera que ser el centro de todos los movimientos que se produjeran en el cielo. A finales de 1610, Galileo observ que Venus presentaba fases semejantes a las lunares, hecho que interpret como una confirmacin emprica al sistema heliocntrico de Coprnico, ya que ste, y no el geocntrico de Tolomeo, estaba en condiciones de proporcionar una explicacin para el fenmeno.

Aristteles

Aristteles naci en el ao 384 a.C. en una pequea localidad macedonia cercana al monte Athos llamada Estagira, de donde proviene su sobrenombre, el Estagirita. Su padre, Nicmaco, era mdico de la corte de Amintas III, padre de Filipo y, por tanto, abuelo de Alejandro Magno. Nicmaco perteneca a la familia de los Asclepades, que se reclamaba descendiente del dios fundador de la medicina y cuyo saber se transmita de generacin en generacin. Ello invita a pensar que Aristteles fue iniciado de nio en los secretos de la medicina y de ah le vino su aficin a la investigacin experimental y a la ciencia positiva. Hurfano de padre y madre en plena adolescencia, fue adoptado por Proxeno, al cual pudo mostrar aos despus su gratitud adoptando a un hijo suyo llamado Nicanor.

En el ao 367, es decir, cuando contaba diecisiete aos de edad, fue enviado a Atenas para estudiar en la Academia de Platn. No se sabe qu clase de relacin personal se estableci entre ambos filsofos, pero, a juzgar por las escasas referencias que hacen el uno del otro en sus escritos, no cabe hablar de una amistad imperecedera. Lo cual, por otra parte, resulta lgico si se tiene en cuenta que Aristteles iba a iniciar su propio sistema filosfico fundndolo en una profunda critica al platnico. Ambos partan de Scrates y de su concepto de eidos, pero las dificultades de Platn para insertar su mundo eidtico, el de las ideas, en el mundo real obligaron a Aristteles a ir perfilando trminos como sustancia, esencia y forma que le alejaran definitivamente de la Academia.

Aristteles

Tras el asesinato de Hermias, en el 345, Aristteles se instal en Mitilene (isla de Lesbos), dedicndose, en compaa de Teofrasto, al estudio de la biologa. Dos aos ms tarde, en el 343, fue contratado por Filipo de Macedonia para que se hiciese cargo de la educacin de su hijo Alejandro, a la sazn de trece aos de edad. Tampoco se sabe mucho de la relacin entre ambos, ya que las leyendas y las falsificaciones han borrado todo rastro de verdad. Pero de ser cierto el carcter que sus contemporneos atribuyen a Alejandro (al que tachan unnimemente de arrogante, bebedor, cruel, vengativo e ignorante), no se advierte rasgo alguno de la influencia que Aristteles pudo ejercer sobre l.

La amplitud y la profundidad de su pensamiento son tales que fue preciso esperar dos mil aos para que surgiese alguien de talla parecida. Y durante ese perodo su autoridad lleg a quedar tan establecida e incuestionada como la que ejerca la Iglesia, y tanto en la ciencia como en la filosofa todo intento de avance intelectual ha tenido que empezar con un ataque a cualquiera de los principios filosficos aristotlicos.Sin embargo, el camino seguido por el pensamiento de Aristteles hasta alcanzar su actual preeminencia es tan asombroso que, aun descontando lo que la leyenda haya podido aadir, parece un argumento de novela de aventuras.

Charles Coulomb(Angulema, Francia, 1736-Pars, 1806) Fsico francs. Su celebridad se basa sobre todo en que enunci la ley fsica que lleva su nombre (ley de Coulomb), que establece que la fuerza existente entre dos cargas elctricas es proporcional al producto de las cargas elctricas e inversamente proporcionales al cuadrado de la distancia que las separa. Las fuerzas de Coulomb son unas de las ms importantes que intervienen en las reacciones atmicas.Despus de pasar nueve aos en las Indias Occidentales como ingeniero militar, regres a Francia con la salud maltrecha. Tras el estallido de la Revolucin Francesa, se retir a su pequea propiedad en la localidad de Blois, donde se consagr a la investigacin cientfica. En 1802 fue nombrado inspector de la enseanza pblica.

Charles CoulombInfluido por los trabajos del ingls Joseph Priestley (ley de Priestley) sobre la repulsin entre cargas elctricas del mismo signo, desarroll un aparato de medicin de las fuerzas elctricas involucradas en la ley de Priestley, y public sus resultados entre 1785 y 1789. Estableci que las fuerzas generadas entre polos magnticos iguales u opuestos son inversamente proporcionales al cuadrado de la distancia entre ellos, lo cual sirvi de base para que, posteriormente, Simon-Denis Poisson elaborara la teora matemtica que explica las fuerzas de tipo magntico.Tambin realiz investigaciones sobre las fuerzas de rozamiento, y sobre molinos de viento, as como tambin acerca de la elasticidad de los metales y las fibras de seda. La unidad de carga elctrica del Sistema Internacional lleva el nombre de culombio (simbolizado C) en su honor.

Robert Hooke

(Freshwater, Inglaterra, 1635 - Londres, 1703) Fsico y astrnomo ingls. Aunque principalmente es conocido por sus estudios sobre la elasticidad, fueron notables asimismo sus descubrimientos astronmicos y sus aportaciones a la biologa. Formado en la Universidad de Oxford, Robert Hooke colabor en el seno de esta institucin con el qumico britnicoRobert Boyleen la construccin de una bomba de aire (1655). Cinco aos ms tarde formul la ley de la elasticidad que lleva su nombre, que establece la relacin de proporcionalidad directa entre el estiramiento sufrido por un cuerpo slido y la fuerza aplicada para producir ese estiramiento.Hooke formul esta ley como resultado de sus experiencias, en las que colocaba pesos en la parte inferior de muelles de metal y meda hasta dnde se estiraban los muelles como reaccin. Observ que la longitud en que se estiraba el muelle era siempre proporcional al peso que se le colocaba; es decir, si por ejemplo se duplicaba el peso, se duplicaba tambin la longitud. En esta ley se fundamenta el estudio de la elasticidad de los materiales.Hooke aplic sus estudios a la construccin de componentes de relojes: desarroll el escape de ncora para el control de los relojes de pndulo (1666), y cre la junta universal que permita transmitir el movimiento entre dos ejes inclinados entre s, sin necesidad de montar en ellos engranajes de ruedas dentadas. En 1662 fue nombrado responsable de experimentacin de la Royal Society de Londres, siendo elegido miembro de dicha sociedad al ao siguiente.

Robert Hooke

En 1664, con un telescopio de Gregory de construccin propia, Robert Hooke descubri la quinta estrella del Trapecio, en la constelacin de Orin; fue adems el primero en sugerir que Jpiter gira alrededor de su eje. Sus detalladas descripciones del planeta Marte fueron utilizadas en el siglo XIX para determinar su velocidad de rotacin. Un ao ms tarde fue nombrado profesor de geometra en el Gresham College.Ese mismo ao public Robert Hooke su obraMicrographia(1665), en la que describi en detalle las estructuras de diversos insectos, fsiles y plantas partiendo de una serie de observaciones microscpicas. Despus de examinar la estructura porosa del corcho, Hooke acu el trmino "clulas" para designar las minsculas celdillas polidricas que vea; ya en el siglo XIX, la moderna citologa adoptara este trmino para designar la unidad bsica estructural de los tejidos.LaMicrographiainclua asimismo estudios e ilustraciones sobre la estructura cristalogrfica de los copos de nieve y discusiones sobre la posibilidad de manufacturar fibras artificiales mediante un proceso similar al que siguen los gusanos de seda. Los estudios de Hooke sobre fsiles microscpicos le llevaron a ser uno de los primeros precursores de la teora de la evolucin de las especies.En 1666 sugiri que la fuerza de gravedad se podra determinar mediante el movimiento de un pndulo, e intent demostrar la trayectoria elptica que la Tierra describe alrededor del Sol; sus ideas se anticiparon a la ley de gravitacin universal deIsaac Newton, pero no lleg a desarrollarlas matemticamente. En 1672 descubri el fenmeno de la difraccin luminosa; para explicar este fenmeno, Hooke fue el primero en atribuir a la luz un comportamiento ondulatorio.

Albert Einstein

En el siglo XVII, la sencillez y elegancia con que Isaac Newton haba logrado explicar las leyes que rigen el movimiento de los cuerpos y el de los astros, unificando la fsica terrestre y la celeste, deslumbr hasta tal punto a sus contemporneos que lleg a considerarse completada la mecnica. A finales del siglo XIX, sin embargo, era ya insoslayable la relevancia de algunos fenmenos que la fsica clsica no poda explicar. Correspondi a Albert Einstein superar tales carencias con la creacin de un nuevo paradigma: la teora de la relatividad, punto de partida de la fsica moderna.En tanto que modelo explicativo completamente alejado del sentido comn, la relatividad se cuenta entre aquellos avances que, en los albores del siglo XX, conduciran al divorcio entre la gente corriente y una ciencia cada vez ms especializada e ininteligible. No obstante, ya en vida del fsico o pstumamente, incluso los ms sorprendentes e incomprensibles aspectos de la relatividad acabaran siendo confirmados. No debe extraar, pues, que Albert Einstein sea uno de los personajes ms clebres y admirados de la historia de la ciencia: saber que son ciertas tantas ideas apenas concebibles (por ejemplo, que la masa de un cuerpo aumenta con la velocidad) no deja ms opcin que rendirse a su genialidad.

Albert Einstein

Durante 1905, public cinco trabajos en losAnnalen der Physik: el primero de ellos le vali el grado de doctor por la Universidad de Zrich, y los cuatro restantes acabaran por imponer un cambio radical en la imagen que la ciencia ofrece del universo. De estos cuatro, el primero proporcionaba una explicacin terica, en trminos estadsticos, del movimiento browniano, y el segundo daba una interpretacin del efecto fotoelctrico basada en la hiptesis de que la luz est integrada por cuantos individuales, ms tarde denominados fotones. Los dos trabajos restantes sentaban las bases de la teora restringida de la relatividad, estableciendo la equivalencia entre la energaEde una cierta cantidad de materia y su masamen trminos de la famosa ecuacin E = mc, dondeces la velocidad de la luz, que se supone constante.El esfuerzo de Einstein lo situ inmediatamente entre los ms eminentes de los fsicos europeos, pero el reconocimiento pblico del verdadero alcance de sus teoras tard en llegar; el Premio Nobel de Fsica, que recibi en 1921, le fue concedido exclusivamente por sus trabajos sobre el movimiento browniano y su interpretacin del efecto fotoelctrico. En 1909 inici su carrera de docente universitario en Zrich, pasando luego a Praga y regresando de nuevo a Zrich en 1912 para ser profesor del Politcnico, en donde haba realizado sus estudios.Albert Einstein sigue siendo una figura mtica de nuestro tiempo; ms, incluso, de lo que lleg a serlo en vida, si se tiene en cuenta que aquella fotografa suya en que exhibe un inslito gesto de burla (sacando la lengua en una cmica e irreverente expresin) se ha visto elevada a la dignidad de icono domstico despus de ser convertida en un pster tan habitual como los de los dolos de la cancin y los astros de Hollywood. Sin embargo, no son su genio cientfico ni su talla humana los que mejor lo explican como mito, sino, quizs, el cmulo de paradojas que encierra su propia biografa, acentuadas con la perspectiva histrica. Al Einstein campen del pacifismo se le recuerda an como al padre de la bomba; y todava es corriente que se atribuya la demostracin del principio de que todo es relativo precisamente a l, que luch encarnizadamente contra la posibilidad de que conocer la realidad significara jugar con ella a la gallina ciega.

Isaac Newton

La revolucin cientfica iniciada en el Renacimiento porCoprnicoy continuada en el siglo XVII por Galileo y Kepler tuvo su culminacin en la obra del cientfico britnico Isaac Newton (1642-1727), a quien no cabe juzgar sino como uno de los ms grandes genios de la historia de la ciencia. Sin olvidar sus importantes aportaciones a las matemticas, la astronoma y la ptica, lo ms brillante de su contribucin pertenece al campo de la fsica, hasta el punto de quefsica clsicayfsica newtonianason hoy expresiones sinnimas.Conocedor de los estudios sobre el movimiento deGalileoy de las leyes deKepler sobre las rbitas de los planetas, Newton estableci las leyes fundamentales de la dinmica (ley de inercia, proporcionalidad de fuerza y aceleracin y principio de accin y reaccin) y dedujo de ellas la ley de gravitacin universal. Los hallazgos de Newton deslumbraron a la comunidad cientfica: la clarificacin y formulacin matemtica de la relacin entre fuerza y movimiento permita explicar y predecir tanto la trayectoria de un flecha como la rbita de Marte, unificando la mecnica terrestre y la celeste. Con su magistral sistematizacin de las leyes del movimiento, Newton liquid el aristotelismo, imperante durante casi dos mil aos, y cre un nuevo paradigma (la fsica clsica) que se mantendra vigente hasta principios del siglo XX, cuando otro genio de su misma magnitud,Albert Einstein, formul la teora de la relatividad.

Isaac Newton

Finalmente, en junio de 1661, Newton fue admitido en el Trinity College de Cambridge, y se matricul como fmulo, ganando su manutencin a cambio de servicios domsticos, pese a que su situacin econmica no parece que lo exigiera as. All empez a recibir una educacin convencional en los principios de la filosofa aristotlica (por aquel entonces, los centros que destacaban en materia de estudios cientficos se hallaban en Oxford y Londres), pero en 1663 se despert su inters por las cuestiones relativas a la investigacin experimental de la naturaleza, que estudi por su cuenta.Fruto de esos esfuerzos independientes fueron sus primeras notas acerca de lo que luego sera su clculo de fluxiones, estimuladas quiz por algunas de las clases del matemtico y telogo Isaac Barrow; sin embargo, Newton hubo de ser examinado por Barrow en 1664 al aspirar a una beca, y no consigui entonces inspirarle ninguna opinin especialmente favorable.A su regreso definitivo a Cambridge, Newton fue elegido miembro becario del Trinity College en octubre de 1667, y dos aos ms tarde sucedi a Barrow en su ctedra. Durante sus primeros aos de docencia no parece que las actividades lectivas supusieran ninguna carga para l, ya que tanto la complejidad del tema como el sistema docente tutorial favorecan el absentismo a las clases. Por esa poca, Newton redact sus primeras exposiciones sistemticas del clculo infinitesimal, que no se publicaron hasta ms tarde. En 1664 o 1665 haba hallado la famosa frmula para el desarrollo de la potencia de un binomio con un exponente cualquiera, entero o fraccionario, aunque no dio noticia escrita del descubrimiento hasta 1676, en dos cartas dirigidas a Henry Oldenburg, secretario de la Royal Society; el teorema lo public por vez primera en 1685 John Wallis, el ms importante de los matemticos ingleses inmediatamente anteriores a Newton, reconociendo debidamente la prioridad de este ltimo en el hallazgo.Qu es un Dinammetro?El dinammetro es un instrumento utilizado para medir fuerzas o para pesar objetos. El dinammetro tradicional, inventado por Isaac Newton, basa su funcionamiento en el estiramiento de un resorte que sigue la ley de elasticidad de Hooke en el rango de medicin. Al igual que una bscula con muelle elstico, es una balanza de resorte, pero no debe confundirse con una balanza de platillos (instrumento utilizado para comparar masas).Estos instrumentos constan de un muelle, generalmente contenido en un cilindro que a su vez puede estar introducido en otro cilindro. El dispositivo tiene dos ganchos o anillas, uno en cada extremo. Los dinammetros llevan marcada una escala en el cilindro hueco que rodea el muelle. Al colgar pesos o ejercer una fuerza sobre el gancho exterior, el cursor de ese extremo se mueve sobre la escala exterior, indicando el valor de la fuerza.El dinammetro funciona gracias a un resorte o espiral que tiene en el interior, el cual puede alargarse cuando se aplica una fuerza sobre l. Una aguja o indicador suele mostrar, paralelamente, la fuerza.

Fuerzas de GravedadFUERZA DE LA TIERRA

Lagravedades una de las cuatrointeracciones fundamentales. Origina laaceleracinque experimenta un cuerpo fsico en las cercanas de unobjeto astronmico. Tambin se denominainteraccin gravitatoriaogravitacin.Por efecto de la gravedad tenemos la sensacin depeso. Si estamos situados en las proximidades de un planeta, experimentamos una aceleracin dirigida hacia la zona central de dicho planeta si no estamos sometidos al efecto de otrasfuerzas. En la superficie de la Tierra, la aceleracin originada por la gravedad es 9.81m/s, aproximadamente.Albert Einsteindemostr que: Dicha fuerza es una ilusin, un efecto de la geometra delespacio-tiempo. La Tierra deforma elespacio-tiempode nuestro entorno, de manera que el propio espacio nos empuja hacia el suelo.1Aunque puede representarse como uncampo tensorialdefuerzas ficticias.La gravedad posee caractersticas atractivas, mientras que la denominadaenerga oscuratendra caractersticas de fuerza gravitacional repulsiva, causando la aceleradaexpansin del universo.

Fuerzas de GravedadFUERZA DE LA LUNALa luna y laTierraejercen una fuerza que atrae a los cuerpos hacia ellas: estafuerza de gravedad hace que la Luna y laTierrase atraigan mutuamente y permanezcan unidas. Como la fuerza de gravedad es mayor cuanto ms cerca se encuentren lasmasas, la fuerza de atraccin que ejerce laLunasobre la Tierraes ms fuerte en las zonas ms cercanas que en las que estn ms lejos.Esta desigual atraccin que produce la Luna sobre la Tierraes la que provoca lasmareasen el mar. Como laTierraes slida, la atraccin de la Luna afecta ms a las aguas que a los continentes, y por ello son las aguas las que sufren variaciones notorias de acuerdo a la cercana de la Luna: 1. Suben en los puntos directamente bajo la Luna2. Bajan en los puntos ms alejados de la Luna, los bordes de laTierravista desde la Luna.

Fuerzas de GravedadFUERZA DE MARTEEl cuarto planeta contando desde el sol, Marte, ha dejado estupefactos a los cientficos por siglos. Su nombre viene del dios romano de la guerra y le fue dado al planeta debido a que su superficie roja, rica en hierro, se asemeja a la sangre. Los cientficos en la actualidad estudian Marte porque hay tentadora evidencia de agua debajo de su superficie. Muchos se preguntan si Marte, con estaciones y gravedad similar a la Tierra, podra ser el siguiente planeta colonizado por los humanos.Marte es mucho ms pequeo que la Tierra; su dimetro es aproximadamente la mitad del dimetro terrestre. La Tierra tiene aproximadamente 10 veces ms masa y aproximadamente 20% ms de densidad. Esta diferencia hace que la gravedad de Marte sea de aproximadamente el 38% de la terrestre. As que si pesaras 170 libras (77 kg) en la Tierra, pesaras slo aproximadamente 64 libras (29 kg) en Marte.

Fuerzas de GravedadFUERZA JUPITERJpiter es el quinto planeta del Sistema Solar. Forma parte de los denominados planetas exteriores o gaseosos. Recibe su nombre del dios romano Jpiter (Zeus en la mitologa griega).Se trata del planeta que ofrece un mayor brillo a lo largo del ao dependiendo de su fase. Es, adems, despus del Sol, el mayor cuerpo celeste del Sistema Solar, con una masa casi dos veces y media la de los dems planetas juntos (con una masa 318 veces mayor que la de la Tierra y tres veces mayor que la de Saturno).Jpiter es un cuerpo masivo gaseoso, formado principalmente por hidrgeno y helio, carente de una superficie interior definida. Entre los detalles atmosfricos destacan la Gran mancha roja, un enorme anticicln situado en las latitudes tropicales del hemisferio sur, la estructura de nubes en bandas oscuras y zonas brillantes, y la dinmica atmosfrica global determinada por intensos vientos zonales alternantes en latitud y con velocidades de hasta 140 m/s (504 km/h).

Fuerzas de GravedadFUERZA DE MERCURIOMercurioes el planeta delSistema Solarms prximo alSoly el ms pequeo. Forma parte de los denominados planetas interiores o rocosos y carece de satlites. Se conoca muy poco sobre su superficie hasta que fue enviada la sonda planetaria Mariner 10y se hicieron observaciones conradaryradiotelescopios.Antiguamente se pensaba que Mercurio siempre presentaba la misma cara alSol, situacin similar al caso de laLunacon la Tierra; es decir, que su periodo derotacinera igual a su periodo detraslacin, ambos de 88 das. Sin embargo, en1965se mandaron impulsos de radar hacia Mercurio, con lo cual qued definitivamente demostrado que su periodo de rotacin era de 58,7 das, lo cual es 2/3 de su periodo de traslacin. Esto no es coincidencia, y es una situacin denominadaresonancia orbital.