Estudio sobre Volumen como magnitud física y geométrica

Estudio sobre Volumen como magnitud física y geométrica.
David Martínez Álvarez.
Fecha: 23 de noviembre de 2017

Resumen.

La geometría ha sido desde los principios de la humanidad un mecanismo utilizado para encontrar soluciones a los problemas más comunes de quienes la han aplicado en su vida, pues, entre otros usos, facilita la medición de estructuras sólidas reales, tanto tridimensionales como superficies planas y además es bastante útil para la realización de complejas operaciones matemáticas.

Si observamos la historia de la humanidad descubrimos que en los progresos arquitectónicos, comunicacionales, espaciales e industriales, la geometría y la física juegan un papel preponderante, puesto que en dichas áreas los avances existentes obedecen a principios geométricos. Motivados a esta investigación se procederá a realizar consultas bibliográficas, trabajando de forma enfocada en el conocimiento del origen del volumen y reunir la suficiente información con el objetivo de presentar un trabajo conciso y concreto, para ilustrar el tema.

Palabras claves: Volumen, magnitud, figuras, geometría, física.

Abstract

Geometry has been from the beginning of humanity a mechanism used to find solutions to the most common problems of those who have applied it in their lives, because, among other uses, it facilitates the measurement of real solid structures, both three-dimensional and flat surfaces. It is also quite useful for carrying out complex mathematical operations.

If we look at the history of humanity we discover that in architectural, communication, space and industrial developments, geometry and physics play a preponderant role, since in these areas the existing advances obey geometric principles. Motivated to this investigation will proceed to make bibliographical consultations, working of form focused in the knowledge of the origin of the volume and to gather the sufficient information with the aim of presenting a concise and concrete work, to illustrate the subject.

Keywords: Volume, magnitude, figures, geometry, physics.

1. Introducción.

La física tiene como objeto el conocimiento del mundo exterior para comprender las leyes de la naturaleza y sus fenómenos. La geometría hace parte de la matemática y esta puede crear los objetos que se van a estudiar. No obstante, los comienzos de ambas ciencias comenzaron y crecieron observando la naturaleza, de allí se tomaron los principales objetos de estudio; el carácter principal de la observación era la forma y el movimiento de estas, de allí parten los estudios principales y los grandes cambios dados en la historia de la física y la geometría que siempre ha ido de la mano.

Algunos de estos retomando la física y la geometría antigua son: La Filosofía de Aristóteles, La ingeniería de Arquímedes y la Astronomía de Claudio Ptolomeo se desarrollaron al mismo ritmo que la Geometría Métrica de Tales de Mileto y Pitágoras, la axiomática de Euclides en la época A.C. Posteriormente ha sido una marcha imparable con la gran revolución del Renacimiento, la geometría de espacios, la mecánica cuántica entre muchos otros enfoques hasta nuestros días.

En este articulo se va a comentar el desarrollo histórico del Volumen observados desde la perspectiva de magnitud física y geométrica hasta el hallazgo de fórmulas verídicas, usos antiguos y actuales de esta magnitud en la civilización.

1. Contextualización.

Las definiciones de volumen según la ciencia que lo estudia.

El vocablo en latín volūmen ha impulsado la aparición del concepto de volumen, una palabra que permite describir al grosor o tamaño que posee un determinado objeto. Asimismo, el término sirve para identificar a la magnitud física que informa sobre la extensión de un cuerpo en relación a tres dimensiones (alto, largo y ancho). Dentro del Sistema Internacional, la unidad que le corresponde es el metro cúbico (m3) (Julián Pérez Porto, 2012).

“En el campo de la geometría, se habla de volumen cuando se aborda el espacio que ocupa un determinado cuerpo”. (Julián Pérez Porto, 2012)

Resulta interesante resaltar también que, como magnitud física, se reconocen tres clases de unidades de volumen: las de volumen sólido (se utilizan para medir el volumen de un cuerpo por medio de unidades de longitud), las unidades de volumen líquido (desarrolladas para establecer el volumen que ocupa un líquido contenido dentro de un recipiente) y las unidades de volumen de árido o unidades de capacidad (las cuales permiten calcular el volumen que ocupan las cosechas que se almacenan en silos y graneros). (Julián Pérez Porto, 2012)

1. Evolución del concepto de Volumen.

Geometría Babilónica.

La geometría en Babilonia está aún en la etapa de un conjunto de reglas para efectuar medidas prácticas; así, entre los años 2000 a 1600 A.C. ya les era familiar algunas reglas generales para calcular: el área de un rectángulo, de un triángulo rectángulo, de un triángulo isósceles; el área de un trapezoide teniendo un lado perpendicular a los lados paralelos; el volumen de un paralelepípedo rectangular, el volumen de un prisma recto con base trapezoidal. (Fernandez, 2005)

La geometría babilónica estaba estrictamente ligada a mediciones prácticas, basadas en la experiencia. Para esta cultura la geometría era una costumbre en su vida diaria a la cual le aplicaban métodos aritméticos, no era para nada especial, solo tenía una relación numérica entre un objeto y su practico en la cotidianidad. Fueron los inventores de la rueda, de aquí se deriva la necesidad que tuvieron de descubrir las propiedades de la circunferencia.

Realizaron importante aportes a la geometría actual, aplicaron reglas para calcula áreas de figuras como rectángulos, triángulos isósceles, trapezoide y círculos; incursionaron en la medición de solidos asemejándolos con prismas y cilindros que se aplicaban en  la realización de canales para el riego de terrenos y uno de los aportes mas fundamentales fue la división de la circunferencia en 360 partes y conocer la relación entre la longitud de los lados de un triángulo rectángulo y la longitud de esta, tomando el valor de 3 para Pi.

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