Introduccion

HISTORIA DEL CONCEPTO FISICO

Las cuestiones acerca de las causas del movimiento surgieron en la mente del hombre hace más de 25 siglos, pero las respuestas que hoy conocemos no se desarrollaron hasta los tiempos de Galileo Galilei (1564–1642) y Sir. Issac Newton (1642–1727).
Anaximandro pensaba que la naturaleza procedía de la separación, por medio de un eterno movimiento, de los elementos opuestos (por ejemplo, (frío-calor), que estaban encerrados en algo llamado materia primordial.
Demócrito decía que la naturaleza está formada por piezas indivisibles de materia llamadas átomos, y que el movimiento era la principal característica de éstos, siendo el movimiento un cambio de lugar en el espacio.
Las paradojas de Zenón son una serie de paradojas o aporías ideadas por Zenón de Elea. Dedicado principalmente al problema del continuo y a las relaciones entre espacio, tiempo y movimiento, Zenón habría planteado — según señala Proclo — un total de 40 paradojas, de las cuales se han conservado nueve o diez descripciones completas (en la Física5 6 de Aristóteles y el comentario de Simplicio a esta obra).
Aristóteles rechaza la tarea de retomar el concepto de átomo, de Democrito, y de la energía, de Aristóteles, definiendo a la energía como indeterminación absoluta de la materia, lo que comprendemos como materia no másica y a los cuerpos como determinación absoluta de la materia, lo que comprendemos como materia másica. Recordemos que Epícuro es el primer físico absoluto, de ahí se dan dos importantes rasgos, que los cuerpos percibidos son materiales y que la energía, que provoca el movimiento en estos, también es material.
La importancia de esta tesis, epicúrea, es inconmensurable en la historia de la física, debido a que resuelve las problemáticas de las tesis expuestas antes de esta, y posteriormente tiene influencia en la física, sobre todo a partir de los s.XVI y s.XVII, gracias al redescubrimiento de Poggio Bracciolini y de Pierre Gassendi de las obras de Epícuro. Un ejemplo claro de influencia esta en Isaac Newton, que de hecho desvirtuó la teoría, llegando así a errores en su Ley de gravitación universal, un error claro es el fundamento que da al movimiento en la gravedad, analógicamente comparado con el determinismo mecanicista de Demócrito. Quienes que confirmaron definitivamente, con sus trabajos, la tesis de Epícuro fueron Max Planck y Albert Einstein, después de veintiún siglos de duda sobre la tesis de Epícuro.
Lucrecio, para evitar el determinismo mecanicista, ya criticado por Aristóteles, toma el pensamiento de Epicuro e introduce la tesis de que los átomos caen en el vacío y experimentan por sí mismos una declinación que les permite encontrarse. De esta forma se trata de imponer un cierto orden a la idea original que suponía que las cosas se formaban con un movimiento caótico de átomos.
A partir de Galileo, los hombres de ciencia comenzaron a desarrollar técnicas de análisis que permitían una descripción cuantificable del fenómeno.

LAS LEYES DE NEWTON:

Las leyes de Newton, también conocidas como leyes del movimiento de Newton,1 son tres principios a partir de los cuales se explican la mayor parte de los problemas planteados por la mecánica, en particular, aquellos relativos al movimiento de los cuerpos. Revolucionaron los conceptos básicos de la física y el movimiento de los cuerpos en el universo.
Constituyen los cimientos no sólo de la dinámica clásica sino también de la física clásica en general. Aunque incluyen ciertas definiciones y en cierto sentido pueden verse como axiomas, Newton afirmó que estaban basadas en observaciones y experimentos cuantitativos; ciertamente no pueden derivarse a partir de otras relaciones más básicas. La demostración de su validez radica en sus predicciones… La validez de esas predicciones fue verificada en todos y cada uno de los casos durante más de dos siglos.2
En concreto, la relevancia de estas leyes radica en dos aspectos:
Por un lado, constituyen, junto con la transformación de Galileo, la base de la mecánica clásica;
Por otro, al combinar estas leyes con la Ley de la gravitación universal, se pueden deducir y explicar las Leyes de Kepler sobre el movimiento planetario.
Así, las Leyes de Newton permiten explicar tanto el movimiento de los astros, como los movimientos de los proyectiles artificiales creados por el ser humano, así como toda la mecánica de funcionamiento de las máquinas.
Su formulación matemática fue publicada por Isaac Newton en 1687 en su obra Philosophiae Naturalis Principia Mathematica.3
La dinámica de Newton, también llamada dinámica clásica, sólo se cumple en los sistemas de referencia inerciales (que se mueven a velocidad constante; la Tierra, aunque gire y rote, se trata como tal a efectos de muchos experimentos prácticos). Solo es aplicable a cuerpos cuya velocidad dista considerablemente de la velocidad de la luz (que no se acerquen a los 300.000 km/s); la razón estriba en que cuanto más cerca esté un cuerpo de alcanzar esa velocidad (lo que ocurriría en los sistemas de referencia no-inerciales), más posibilidades hay de que incidan sobre el mismo una serie de fenómenos denominados efectos relativistas o fuerzas ficticias, que añaden términos suplementarios capaces de explicar el movimiento de un sistema cerrado de partículas clásicas que interactúan entre sí. El estudio de estos efectos (aumento de la masa y contracción de la longitud, fundamentalmente) corresponde a la teoría de la relatividad especial, enunciada por Albert Einstein en 1905.

TEMA 1 : FUERZA DE ACCION Y REACCION

Los primeros puntos de vista originados en la historia del concepto físico de fuerza está ligado por el señor Arquímedes, teniendo en cuenta que únicamente en los términos estáticos.

Ellos fundamentaron que el estado natural de todos los objetos de materia en el planeta era el reposo y que los cuerpos tendían por ellos mismos hacia ese estado si no se actuaba sobre ellos en algún modo, de acuerdo con Aristóteles la perseverancia del movimiento requería causas eficientes (algo relacionado con la experiencia cotidiana, donde la fuerza de fricción pasa desapercibida), Galileo Galilei , sería el primero en su punto de vista acerca de la definición dinámica de fuerza, oponiéndose a la de Arquímedes y estableciendo la ley de la inercia, pronunciando que un cuerpo sobre el que no actúa ninguna fuerza permanece en movimiento desordenado . Esta ley que refuta las tesis de Arquímedes y que al día de hoy no resulta obvio para la mayoría de las personas sin formación científica.

Se considera entonces que fue Isaac Newton, el primero que logra formular matemáticamente la moderna definición de fuerza, aunque también se pronuncia a la palabra fuerza impresa, además postula que las fuerzas gravitatorias varían según la ley de la inversa del cuadro de la distancia. Charles Coulomb, comprueba que la interacción entre cargas electicas también variaba según la ley de la inversa del cuadro de la distancia. En 1798, Henry Cavendish, logra medir experimentalmente una fuerza de atracción gravitatoria entre dos masas pequeñas utilizando una balanza de torsión, con esto logra determinar el valor constante de la gravitación universal, y por lo tanto logra también calcular la masa de la tierra.

 A mediados del siglo xx con el desarrollo del avance en la electrodinámica cuántica, a mediados del siglo xx, se constato que la (fuerza) era una magnitud puramente macroscópica surgida de la conservación del momento lineal. O cantidad de movimiento para partículas elementales, y ahora es llamada a las fuerzas fundamentales, interacciones fundamentales.

JUAN PABLO HORTUA GARCIA

TEMA N| 2 : FUERZA DE FRICCION O DE ROZAMIENTO

Se define como fuerza de rozamiento o fuerza de fricción, a la fuerza entre dos superficies en contacto, a aquella que se opone al movimiento entre ambas superficies (fuerza de fricción dinámica) o a la fuerza que se opone al inicio del deslizamiento (fuerza de fricción estática). Se genera debido a las imperfecciones, mayormente microscópicas, entre las superficies en contacto. Estas imperfecciones hacen que la fuerza perpendicular R entre ambas superficies no lo sea perfectamente, si no que forme un ángulo φ con la normal N (el ángulo de rozamiento). Por tanto, la fuerza resultante se compone de la fuerza normal N (perpendicular a las superficies en contacto) y de la fuerza de rozamiento F, paralela a las superficies en contacto.

TEMA N° 3 : MOVIMIENTO Y TIPOS DE MOVIMIENTO

En mecánica, el movimiento es un cambio de posición en el espacio de algún tipo de materia de acuerdo con un observador físico.
La descripción y estudio del movimiento de un cuerpo exige determinar su posición en el espacio en función del tiempo respecto a un cierto sistema de referencia. Dado el carácter relativo del movimiento, este no puede ser definido como un cambio físico, ya que un observador inmóvil respecto a un cuerpo no percibirá movimiento alguno, mientras que un segundo observador respecto al primero percibirá movimiento del cuerpo.

Un sistema físico real se caracteriza por al menos tres propiedades importantes:

Tener una ubicación en el espacio-tiempo.
Tener un estado físico definido sujeto a evolución temporal.
Poderle asociar una magnitud física llamada energía.

El movimiento se refiere al cambio de ubicación en el espacio a lo largo del tiempo, tal como es medido por un observador físico. Un poco más generalmente el cambio de ubicación puede verse influido por las propiedades internas de un cuerpo o sistema físico, o incluso el estudio del movimiento en toda su generalidad lleva a considerar el cambio de dicho estado físico.
La descripción del movimiento de los cuerpos físicos se denomina cinemática (que sólo se ocuparía de las propiedades 1 y 2 anteriores). Esta disciplina pretende describir el modo en que un determinado cuerpo se mueve y qué propiedades tiene dicho movimiento. La física clásica nació estudiando la cinemática de cuerpos rígidos.
Posteriormente el estudio de las causas que producen el movimiento y las relaciones cuantitativas entre los agentes que causan el movimiento y el movimiento observado llevó al desarrollo de la mecánica (Griego Μηχανική y de latín mechanica o ‘arte de construir máquinas’) que 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 y agentes que pueden alterar el estado de movimiento. La mecánica teórica fue durante los siglos XVII, XVIII y principios del siglo XIX, la disciplina de la física que alcanzó mayor abstracción matemática y fue una fuente de mejora del conocimiento científico del mundo. La mecánica aplicada está usualmente relacionada con la ingeniería. Ambos puntos de vista se justifican parcialmente ya que, si bien la mecánica es la 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.
Durante el siglo XX la aparición nuevos hechos físicos, tanto la consideración de cuerpos físicos moviéndose a velocidades cercanas a la velocidad de la luz como el movimiento de las partículas subatómicas, llevaron a la formulación de teorías más abstractas como la mecánica relativista y la mecánica cuántica que seguían interesándose por la evolución en el tiempo de los sistemas físicos, aunque de una manera más abstracta y general de lo había hecho la mecánica clásica, cuyo objetivo era básicamente cuantificar el cambio de posición en el espacio de las partículas a lo largo del tiempo y los agentes responsables de dichos cambios.

OTROS TIPOS DE FUERZA EN LA FISICA:

FUERZA NORMAL

es la fuerza perpendicular a la superficie y obedece a la ley de accion y reaccion de newton, presenta igual magnitud

n=w
n=mg

FUERZA DE TENSION (FT)

se realiza en cables o cuerdas y es aplicada a todo lo largo de la cuerda o cable. la fuerza de tension presenta una fuerza normal en el punto de union del cable con una superficie solida.

FUERZA ELASTICA(FE)

la fuerza elastica se da en los resortes, y cualquier objeto que se deforme ante la presencia de una fuerza externa para volver a tomar su forma inicial.

fe=-k x ley de hooke
fe= fuerza
-k= constante de elasticidad del material
x= espacio de estiramiento(elongacion)

TORQUE (To)

es la fuerza que genera un giro al rededor de su eje de rotacion debido a la accion de una fuerza externa y dependiendo de la hinstancia del punto de apoyo.
To= f.d

FUERZAS APLICADAS (DESCOMPOSICION)
las fuerzas aplicadas generalmente son las proyecciones en el plano horizontal o vertical de una fuerza mayor.