1.1 Antecedentes Historicos de La Mecanica

 

1. 1.1 1

An Ante tece ceden dente tes s hist históri órico cos s de la mec mecán ánic ica a

La mecá mecáni nica ca clási lásica ca es la rama rama de la físi física ca que que estu estudi dia a las las leye leyes s del del comportamiento de cuerpos físicos macroscópicos (a diferencia de la mecánica cuántica)) en reposo y a velocidades cuántica velocidades pequeñas comparadas comparadas con la velocidad de la luz. En la mecánica clásica en general se tienen tres aspectos invariantes: el tiempo es absol ab solut uto, o, la natur naturale aleza za reali realiza za de forma forma es espon pontán tánea ea la mínima mínima acció acción n y la concepción de un universo determinado. El pr prim imer er desa desarr rrol ollo lo de la mecá mecáni nica ca clás clásic ica a su suel ele e de deno nomi mina nars rse e mecá mecáni nica ca newt ne wton onia iana na.. Cons Consis iste te en los los conc concep epto tos s físi físico cos s basa basado dos s en los los trab trabaj ajos os fundacionales fundacio nales de Sir Isaac Newton, y en los métodos matemáticos inventados inventados por  Gottfrie Gottf ried d Wilhe Wilhelm lm Leibn Leibniz, iz, Josep Josephh-Lou Louis is Lagr Lagran ange, ge, Leon Leonha hard rd Eule Euler, r, y otros otros contemporáneos, en el siglo XVII para describir el movimiento de los cuerpos fí físi sico cos s bajo bajo la infl influe uenc ncia ia de un sist sistem ema a de fuer fuerza zas. s. Post Poster erio iorm rmen ente te,, se desarrollaron métodos más abstractos que dieron lugar a las reformulaciones de la mecánica clásica conocidas como mecánica lagrangiana y mecánica hamiltoniana. Estos Esto s avances avances,, realiza realizados dos predomi predominan nanteme temente nte en los siglos siglos XVIII XVIII y XIX, XIX, van sustancialmente más allá de los trabajos anteriores, sobre todo por su uso de la mecánica analítica. analítica. También se utilizan, con algunas modificaciones, modificaciones, en todas las áreas de la física moderna. La mecánica clásica proporciona resultados extremadamente precisos cuando se estudian objetos grandes que no son extremadamente masivos y velocidades que no se acercan a la velocidad de la luz. Cuando los objetos que se examinan tienen el tamaño del diámetro de un átomo, se hace necesario introducir el otro gran subcampo de la mecánica: la mecánica cuántica. Para describir las velocidades que no son pequeñas en comparación con la velocidad de la luz, se necesita la re rela lattiv iviidad especial. ial. En los casos sos en los que los los objet jetos se vue vuelven lven extremadamente masivos, se aplica la relatividad general. Sin embargo, algunas

 

fuentes modernas incluyen la mecánica relativista en la física clásica, que en su opinión representa la mecánica clásica en su forma más desarrollada y precisa. La mecánica vectorial, que deviene directamente de las leyes de Newton, por lo que también se le conoce como «mecánica newtoniana», llega, a partir de las tres ecuaciones formuladas por Newton y mediante el cálculo diferencial e integral, a una muy exacta aproximación de los fenómenos físicos. Es aplicable a cuerpos que qu e se muev mueven en en rela relaci ción ón con con un obse observ rvad ador or a velo veloci cida dade des s pequ pequeñ eñas as compa com parad radas as con la de la luz luz.. Fue Fue const construi ruida da en un princ princip ipio io para para una una sola sola partícula moviéndose en un campo gravitatorio. Se basa en el tratamiento de dos magnitudes vectoriales bajo una relación causal: la fuerza y la acción de la fuerza, medida por la variación del momentum (cantidad de movimiento). El análisis y síntes sín tesis is de fuerz fuerzas as y momen momentos tos cons constit tituy uye e el métod método o básic básico o de la me mecá cánic nica a vectorial. Requiere del uso privilegiado de sistemas de referencia inercial. La mecánica analítica (analítica en el sentido matemático de la palabra, no en el sentido filosófico) es una formulación matemática abstracta sobre la mecánica; permite desligarse de esos sistemas de referencia privilegiados y tener conceptos conceptos más generales al momento de describir un movimiento con el uso del cálculo de variaciones. Sus métodos son poderosos y trascienden de la mecánica a otros campos de la física. Se puede encontrar el germen de la mecánica analítica en la obra de Leibniz Leibniz,, quien quien propone propone que para solucion solucionar ar problem problemas as en mecánica mecánica,, magnitudes escalares (menos oscuras según Leibniz que la fuerza y el momento de Newton), como energía cinética y el trabajo, son suficientes y menos oscuras que las cantidades vectoriales, como la fuerza y el momento, propuestos por  Newton. Existen dos formulaciones equivalentes: la llamada mecánica lagrangiana es una reformulación de la mecánica realizada realizada por Joseph Louis Lagrange que se basa en la ahora llamada ecuación de Euler-Lagrange (ecuaciones diferenciales de segundo orden) y el principio de mínima acción; la otra, llamada mecánica hamiltoniana, es una reformulación más teórica basada en una funcional llamada hamil ha milto tonia niano no re reali aliza zada da por Willia William m Hamil Hamilto ton. n. Las Las mecán mecánica icas s hamilt hamilton onian iana a y lagrang lagr angian iana a son ejemplos ejemplos de mecánic mecánicas as analíti analíticas, cas, donde las magnitud magnitudes es se

 

relacionan relacion an entre sí por ecuaciones ecuaciones diferenciales parciales, parciales, que son equivalentes a las ecuaciones de Newton, por ejemplo las ecuaciones canónicas de Hamilton. El estudio del movimiento de los cuerpos es muy antiguo, lo que convierte a la mecánica clásica en una de las materias más antiguas y extensas de la ciencia, la ingeniería y la tecnología.

 Algunos filósofos griegos de la antigüedad, entre ellos Aristóteles, fundador de la física aristotélica, pueden haber sido los primeros en mantener la idea de que "todo sucede por una razón" y que los principios teóricos pueden ayudar a la comprensión de la naturaleza. Mientras que para un lector moderno, muchas de estas ideas conservadas se presentan como eminentemente eminentemente razonables, hay una llamativa falta tanto de teoría matemática como de experimento controlado, tal y como lo conocemos. Estos se convirtieron más tarde en factores decisivos en la formación de la ciencia moderna, y su aplicación temprana llegó a conocerse como mecánica clásica. En su Elementa super ( demonstrationem ponderum), el Jordanu anus s Nemorar Nemorarius ius introdujo el concepto de "gravedad matemát mate mático ico medieva medievall Jord

posicional" y el uso de las fuerzas componentes. RAMAS PRINCIPALES:

La mecánica clásica se dividió tradicionalmente en tres ramas principales: 

Estática,, el estudio del Equilibrio mecánico y Estática mecánico y su relación con las fuerzas



Dinámica,, el estudio del movimiento y su relación con las fuerzas Dinámica



Cinemática,, que trata de las implicaciones de los movimientos observados Cinemática sin tener en cuenta las circunstancias que los causan

Otra división se basa en la elección del formalismo matemático: 

Mecánica newtoniana



Mecánica lagrangiana



Mecánica hamiltoniana

 

 Alternativamente,  Alternat ivamente, se puede puede hacer una división división por región de de aplicación: aplicación: 

Mecánic Mec ánica a celeste celeste,, rela relaci cion onad ada a co con n las las estr estrel ella las, s, los los plan planet etas as y otro otros s cuerpos celestes.



Mecánica Mecánic a continua continua, para para materi materiale ales s modela modelados dos como como un conti continuo nuo,, por  por  ejemplo, sólidos y sólidos y fluidos (es fluidos (es decir, líquidos y líquidos y gases). gases).



Mecá Me cáni nica ca

rela relati tivi vist sta a (es

decir,

incluyendo

las

teorías

de

la especial y especial y general), general), para cuerpos cuya velocidad es cercana a la de la luz. 

Mecánica Mecánic a estadística estadística,, que que prop propor orci cion ona a un marc marco o para para rela relaci cion onar ar las las propiedades microscópicas de los átomos y moléculas individuales con las propiedades macroscópicas o termodinámicas de termodinámicas  de los materiales.

 ANTECEDENTES HISTORICOS

Herón de Alejandría (c. 20-62 D.C.),

Inventó varios instrumentos mecánicos, gran parte de ellos para uso práctico: la eolipila, una máquina a vapor giratoria, la fuente de Herón, un aparato neumático

que produce un chorro vertical de agua por la presión del aire y la dioptra, un primitivo instrumento geodésico. Arquímedes (282-212)

Principio de equilibrio de las fuerzas que actúan sobre una palanca.

Arquímedes (287-212 AC)

 

Fue el verdadero creador de la mecánica teórica, fue autor de: - “principio de flotación de la hidrostática” Aristóteles (384-322 a. de 1. C.)

Intento elaborar una teoría de la mecánica, pero no hizo ninguna distinción entre las propied propiedades ades estátic estáticas, as, cinemáti cinemáticas cas y dinámica dinámicas. s. Aristóte Aristóteles, les, maestro maestro de  Alejandro  Alejandr o Magno, escribió sobre física, física, pero pero casi todo todo lo que que dijo fue fue incorrecto. incorrecto. Leonardo da Vinci (1452-1519)

Diseño ascensores, máquinas para tallar tornillos y limas e incluso una especie de coche o máquina de movimiento continuo-alterno.

Isaac Newton (1642- 1727)

Tercera ley o Principio de acción-reacción. Cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro, éste ejerce sobre el primero una fuerza igual y de sentido opuesto. Isaac Newton (1642- 1727)

Segunda ley o Principio Fundamental de la Dinámica. La fuerza que actúa sobre un cuerpo es directamente proporcional a su aceleración.

Johannes Kepler (1618)

 

Para Par a cualqu cualquier ier plane planeta ta,, el cuad cuadrad rado o de su perío período do orbit orbital al es direct directame amente nte proporcional al cubo de la longitud del semieje mayor de su órbita elíptica. Simon Stevin (1548 – 1620)

Fue el primero en describir la paradoja hidrostática en virtud de la cual la presión descendente descend ente de un fluido sobre un cuerpo es independiente independiente de la forma de este y solo

depende

de

la

altura

y

de

la

base

del

plano

de

carena.

También fue uno de los primeros científicos en distinguir entre el equilibrio estable e inestable en problemas de flotación, y demostró el equilibrio de un cuerpo en un plano inclinado.

Charles Agustín de Coulomb (1777)

Inventó la balanza de torsión con la cual, midió con exactitud la fuerza entre las carga car gas s eléct eléctric ricas. as. Con Con este este inven invento, to, Coulo Coulomb mb pudo pudo establ establec ecer er el princ principi ipio, o, conocido ahora como Ley de Coulomb: la fuerza entre las cargas eléctricas es proporcional al producto de las cargas individuales e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

 

 

Jean le Rond d’Alembert (1743)

En 1743 publicó el Tratado de Dinámica, en el que formuló el principio que lleva su nombre, y que extiende la tercera ley de Newton o ley de la acción y la reacción desde los cuerpos fijos a los que se mueven libremente. La aplicación de dicho principio a los fluidos dio pie a su Tratado del equilibrio y movimiento de los fluidos. También lleva su nombre la fuerza de inercia, que es igual al producto de la masa por la aceleración de un cuerpo.

  Albert Einstein junto a Leó Szilard (1926)

 

El refrigerador de absorción no requería electricidad. No tenía ninguna pieza móvil y funcionaba únicamente con una fuente de calor como lo era un quemador de gas.

Albert Einstein (1905)

La teoría especial de la relatividad, se impulsó el desarrollo de la energía atómica

  Albert Einstein (1915)

Desarrollo su propia teoría de gravitación

REFERENCIAS:

 



https:// http s://www www.tim .timetoa etoast.c st.com/u om/users sers/237 /2377063 7063.. Timel imelin ines es;;

Ti Time meto toas ast. t.

(1609). (1609). Timetoast .

Time Timeto toas astt

https://www.timetoast.com/timelines/antecedentes-

historicos-de-la-mecanica 

Feynman, Richard (1996). Six Easy Pieces. Perseu Perseus s Publishi Publishing. ng. ISBN 0201-40825-2.. 201-40825-2



Six Easy Easy Piec Pieces es. Pers Feynma Fey nman, n, Richard Richard;; Phillip Phillips, s, Richar Richard d (1998). (1998). Six Perseu eus s

Publishing. ISBN 0-201-32841-0. 0-201-32841-0. 

Feynman, Richard (1999). Lectures on Physics. Perseus Publishin Publishing. g. ISBN 0-7382-0092-1.. 0-7382-0092-1



Landau, L. D.; Lifshitz, E. M. (1972). Mechanics and Electrodynamics, Vol. 1. Franklin Book Company, Inc. ISBN 0-08-016739-X. 0-08-016739-X.



 

Kleppner, D. and Kolenkow, R. J., An Introduction to Mechanics, McGrawHill (1973). ISBN 0-07-035048-5