Que es mecanica. Como en un post anterior sobre biomecánica mencionamos el término, creimos pertinenente explayar su significado.
Mecánica , ciencia relacionada con el movimiento de los cuerpos bajo la acción de las fuerzas, incluido el caso especial en el que un cuerpo permanece en reposo.
Una primera preocupación en el problema del movimiento son las fuerzas que los cuerpos ejercen el uno sobre el otro. Esto lleva al estudio de temas tales como la gravitación, la electricidad y el magnetismo, según la naturaleza de las fuerzas involucradas. Dadas las fuerzas, uno puede buscar la manera en que los cuerpos se mueven bajo la acción de las fuerzas; este es el tema de la mecánica propiamente dicha.
Históricamente, la mecánica fue una de las primeras de las ciencias exactas que se desarrollaron. Su belleza interna como disciplina matemática y su notable éxito inicial en la contabilidad con detalles cuantitativos de los movimientos de la Luna, la Tierra y otros cuerpos planetarios tuvieron una enorme influencia en el pensamiento filosófico y proporcionaron impulso para el desarrollo sistemático de la ciencia en el siglo XX .
La mecánica se puede dividir en tres ramas: estática , que trata de las fuerzas que actúan sobre y en un cuerpo en reposo; cinemática , que describe los movimientos posibles de un cuerpo o sistema de cuerpos; y cinética , que intenta explicar o predecir el movimiento que ocurrirá en una situación dada. Alternativamente, los mecanismos pueden dividirse de acuerdo con el tipo de sistema estudiado. El sistema mecánico más simple es la partícula , definida como un cuerpo tan pequeño que su forma y estructura interna no tienen ninguna consecuencia en el problema dado. Más complicado es el movimiento de un sistema de dos o más partículas que ejercen fuerzas entre sí y posiblemente sufren fuerzas ejercidas por cuerpos fuera del sistema.
Los principios de la mecánica se han aplicado a tres reinos generales de fenómenos. Los movimientos de cuerpos celestes tales como estrellas, planetas y satélites pueden predecirse con gran precisión miles de años antes de que ocurran. (La teoría de la relatividad predice algunas desviaciones del movimiento según la mecánica clásica o newtoniana; sin embargo, estos son tan pequeños que solo se pueden observar con técnicas muy precisas, excepto en problemas que involucran a toda o una gran parte del universo detectable.)
Como segundo dominio, los objetos ordinarios en la Tierra hasta tamaño microscópico (moviéndose a velocidades mucho más bajas) que la de la luz) están descritos adecuadamente por la mecánica clásica sin correcciones significativas. El ingeniero que diseña puentes o aeronaves puede usar las leyes newtonianas de la mecánica clásica con confianza, a pesar de que las fuerzas pueden ser muy complicadas, y los cálculos carecen de la bella simplicidad de la mecánica celeste .
El tercer reino de los fenómenos comprende el comportamiento de la materia y radiación electromagnética en la escala atómica y subatómica. Aunque hubo algunos primeros éxitos limitados al describir el comportamiento de los átomos en términos de mecánica clásica, estos fenómenos se tratan adecuadamente en mecánica cuántica .
La mecánica clásica trata con el movimiento de cuerpos bajo la influencia de fuerzas o con el equilibrio de los cuerpos cuando todas las fuerzas están equilibradas. El sujeto puede ser considerado como la elaboración y aplicación de postulados básicos primero enunciados por Isaac Newton en su Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (1687), comúnmente conocido como los Principia . Estos postulados, llamados Las leyes del movimiento de Newton se exponen a continuación. Se pueden usar para predecir con gran precisión una amplia variedad de fenómenos que van desde el movimiento de partículas individuales hasta las interacciones de sistemas altamente complejos. Una variedad de estas aplicaciones se discuten en este artículo.
En el marco de la física moderna , la mecánica clásica puede entenderse como una aproximación que surge de las leyes más profundas de la mecánica cuántica y la teoría de la relatividad. Sin embargo, esa visión del lugar del sujeto subestima grandemente su importancia en la formación del contexto , el lenguaje y la intuición de la ciencia moderna y los científicos. Nuestra visión actual del mundo y el lugar del hombre en ella está firmemente enraizada en la mecánica clásica. Además, muchas ideas y resultados de la mecánica clásica sobreviven y juegan un papel importante en la nueva física.
Los conceptos centrales en mecánica clásica son fuerza, masa y movimiento. Ni la fuerza ni la masa están definidas muy claramente por Newton, y ambas han sido objeto de mucha especulación filosófica desde Newton. Ambos son mejor conocidos por sus efectos. La masa es una medida de la tendencia de un cuerpo a resistir cambios en su estado de movimiento. Las fuerzas, por otro lado, aceleran los cuerpos, es decir, cambian el estado de movimiento de los cuerpos a los que se aplican. La interacción de estos efectos es el tema principal de la mecánica clásica.
Aunque las leyes de Newton centran la atención en la fuerza y la masa, otras tres cantidades adquieren una importancia especial porque su cantidad total nunca cambia. Estas tres cantidades son energía , (lineal)impulso , y el momento angular . Cualquiera de estos puede ser cambiado de un cuerpo o sistema de cuerpos a otro. Además, la energía puede cambiar de forma mientras está asociada a un sistema único, apareciendo como energía cinética , la energía del movimiento; energía potencial , la energía de la posición; calor, o energía interna , asociada con los movimientos aleatorios de los átomos o moléculas que componen cualquier cuerpo real; o cualquier combinación de los tres. Sin embargo, el total de energía , impulso y el momento angular en el universo nunca cambia. Este hecho se expresa en física al decir que la energía, impulso y momento angular se conservan. Estas tres , las leyes de conservación, surgen de las leyes de Newton, pero Newton mismo no las expresó. Tuvieron que ser descubiertos más tarde.
Es un hecho notable que, aunque las leyes de Newton ya no se consideran fundamentales, ni siquiera exactamente correctas, las tres leyes de conservación derivadas de las leyes de Newton -la conservación de la energía , el momento y el momento angular- siguen siendo exactamente ciertas incluso en mecánica cuántica y relatividad De hecho, en la física moderna, la fuerza ya no es un concepto central, y la masa es solo uno de los atributos de la materia. La energía, el impulso y el momento angular, sin embargo, siguen firmemente en el centro del escenario. La importancia continua de estas ideas heredadas de la mecánica clásica puede ayudar a explicar por qué este tema conserva tanta importancia en la ciencia actual.
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