Introducción a la Mecánica Newtoniana (ebook)

Descripción

Desde los tiempos de Tales de Mileto y Aristóteles de Estagira, el concepto de Física ha estado ligado al estudio de la naturaleza, de donde proviene el nombre de esta disciplina. A partir del siglo XVI, con los trabajos de Galileo, y más particularmente, durante el siglo XVII, con la publicación de los Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica de Isaac Newton, esta ciencia comienza a diferenciarse del resto, y en el siglo XVIII empieza a usarse el término Física para denominarla. En este sentido, una introducción a la mecánica newtoniana es también una introducción al estudio de la Física y, como todo comienzo, debe abordarse en detalle y con especial cuidado.

Al igual que el propio Newton, uno de los dos creadores del cálculo infinitesimal, el iniciado en física debe construir en su interior el lenguaje en que esta disciplina se expresa, es decir, la matemática, y en particular, el cálculo. Hay gran cantidad de libros que tratan la mecánica newtoniana en profundidad y con solvencia, pero no son muchos los que desarrollan las herramientas matemáticas necesarias, sino que las dan por conocidas, y son muy raros los que lo hacen con el suficiente detalle. Sin embargo, la idea de velocidad instantánea se comprende al mismo tiempo que se descubren los conceptos de límite y derivada. Esta obra apunta a desarrollar, a partir de la experiencia física, las herramientas matemáticas necesarias para darle forma, con lo cual se cierra el círculo del conocimiento de manera más natural que cuando se apela a la yuxtaposición de cursos de Cálculo y de Mecánica como compartimentos estancos.

Las dos partes en que se divide el libro reflejan las partes de la Mecánica, a saber: la Cinemática y la Dinámica. Después de desarrollar el formalismo para describir el movimiento de una partícula en una, dos y tres dimensiones, en la primera parte, en la segunda, se presenta la dinámica de una partícula y de un sistema de partículas, en particular, de un cuerpo rígido. Para llevar a cabo esta tarea se introducen los conceptos de energía, momento lineal y momento angular, como cantidades que pueden o no conservarse a lo largo del movimiento.

A lo largo de la obra se ha procurado enriquecer los conceptos introducidos con numerosos ejemplos y explicitar el carácter vectorial de las magnitudes involucradas cuando corresponde, de manera de educar la intuición resaltando la física sin perder el rigor matemático.