Este blog está dedicado a la divulgación científica en toda su extensión, tratándose en el la matemática, la astronomía, la física, la química, la biología y la geología, así como las ciencias sociales como la psicología, la economía, la historia y las de la organización; por medio de temas semanales que pretenden ir destapando a quien los lea las distintas partes de la ciencia.

14/12/08

Sobre la inercia y el movimiento

¿Que es la inercia? ¿Qué es el movimiento? ¿Qué ciencias estudian estos conceptos? Estas preguntas y conceptos claves de la ciencia que estudia estudia el movimiento serán los que en esta entrada trataremos. Pero de una manera peculiar respondiendo a las preguntas en el orden inverso al que hay sido formuladas vistas desde la perspectiva de la física clásica. (A la izquierda un retrato de Isaac Newton, relacionado profundamente con las ciencias del movimiento.)
¿Qué ciencias estudian el movimiento?
La ciencia encargada del movimiento es una rama de la física llamada mecánica, que se encarga de describir el movimiento y explicarlo. Esta rama a su vez se divide en dos ramas la cinemática, desarrollada por Galileo, que se encarga de describir el movimiento y la dinámica, desarrollada por Newton, que se encarga de explicar las causas del movimiento.
La combinación de ambas por parte de Newton dio lugar al nacimiento de la mecánica newtoniana, basada en la derivada de primer y segundo orden; posteriormente a esta mecánica le surgirán otras formulaciones alternativas, gracias al avance de las matemáticas, como la mecánica de Lagrange y la de Hamilton, que en sí son equivalentes a la newtoniana.
¿Qué es el movimiento?
En mecánica el movimiento se define básicamente como la variación de la posición respecto al tiempo. Así un cuerpo se mueve cuando varía su posición a medida que el reloj de nuestra muñeca o cualquier otro indica que pasa el tiempo.
Así la velocidad nos indica esta variación, y se define como la variación de la posición dividida por la variación del tiempo, así se define la velocidad. Así la velocidad instantánea en un instante es el límite de cuando la variación de tiempo tiende a cero.
La aceleración se define igual que la velocidad pero para la variación de la velocidad. Este último termino es el más importante en mecánica newtoniana, dado que es la base para explicar el movimiento desde la dinámica y las tres leyes de Newton (que veremos en otro momento).
(A la derecha el esquema de un movimiento parabólico, la cinemática estudia la trayectoria y sus magnitudes relacionadas mientras que la dinámica se interesa por la gravedad constante que la produce.)
¿Qué es la inercia?
La inercia en sí misma es la tendencia de los cuerpos a mantenerse en movimiento rectilíneo uniforme o reposo, o lo que es lo mismo, la tendencia a conservar la velocidad instantánea que poseen. Esta tendencia se da siempre que no actúen fuerzas externas en el cuerpo como el rozamiento, la gravedad, etcétera.
Esto explica porque cuando un coche gira tiendes a moverte hacia un lado, y porque cuando el tren se para tendemos a seguir hacia adelante a no ser que nos agarremos a algo. Lo mismo pasa para cuando el tren acelera para iniciar el trayecto.
¿Qué nos queda?
Aún así hemos visto por encima la mecánica, y todavía nos quedan un montón de cosas interesantes en la física, para ver hasta dónde llega la mecánica, como las leyes de Newton, la gravedad, los cuerpos que giran y otros muchos más concepto si no contamos con la mecánica cuántica.

Tabla Periódica