Historia De La Mecánica Clásica

Resumen histórico y descripción de la mecánica clásica.

La ciencia de la mecánica se ocupa de los conocimientos relativos al estado de reposo y al movimiento rectilíneo uniforme (estática). Como dichos fenómenos aparecen en todos los problemas de ingeniería, la mecánica es el tema fundamental en el estudio de esta rama del saber.

La mecánica es la más antigua de las ciencias físicas. Algunas de sus etapas de desarrollo se caracterizan por lo siguiente:

Antecedentes hasta el año 2000 a.C.

Es difícil conocer con exactitud los inicios de esta ciencia pero podemos afirmar que los orígenes de la mecánica están muy mezclados con el uso de instrumentos por medio de los cuales el hombre podía intervenir y cambiar la naturaleza a su voluntad en tiempos muy remotos.

En la última etapa del homo sapiens, hace unos 20.000 años, a las lanzas y anzuelos empleados para la caza y la pesca se añaden los arpones y, sobre todo, el arma más revolucionaria de la prehistoria: el arco y las flechas, la primera máquina inventada por el ser humano.

El movimiento es, sin duda, el primer aspecto del mundo físico estudiado por el hombre. Las observaciones del movimiento de los planetas y las estrellas se remontan a las antiguas civilizaciones de Egipto y Mesopotamia (3000 a.C.), siendo eminentemente prácticas, con el objetivo de elaborar calendarios. Sin embargo, serán los grandes pensadores griegos los que comiencen a desprenderse del mito y a estudiar de forma racional los fenómenos naturales.

Uno de los primeros frutos del ingenio humano, destinado a ponerle a salvo de los elementos naturales, fue la vivienda. En su esencia, las casas que habitamos hoy se basan en los mismos principios que las primeras chozas del Neolítico, adaptaciones, a su vez, de los refugios transportables que usaba el cazador de la Edad de Piedra cuando se alejaba de la caverna que le servía de vivienda en invierno.

Los constructores Egipcios poseían utensilios apropiados para medir y diseñar los planos, utilizan algunos principios de la mecánica para la construcción de pirámides, disponían de la piedra caliza y el granito, así como ladrillos. Cubrían grandes salas utilizando pilares o columnas, dinteles de piedra y losas de grandes dimensiones para los techos; para cubrir espacios emplearon esencialmente el sistema de dintel horizontal monolítico de piedra apoyada sobre pilares, razón por la cual éstos tenían que estar muy próximos, al ser la piedra material no apto a la flexión.

Arquimides de Siracusa (287-212 a.C.)

Fue el verdadero creador de la Mecánica teórica, Arquímedes asombró al rey Herón de Siracusa con los sistemas de palancas y de poleas que había ideado. Animado por la fuerza de su descubrimiento, afirmó que si habitara en otro mundo sería capaz de mover éste y, para demostrarlo, diseñó un conjunto mecánico mediante el cual fue capaz de hacer navegar sobre arena a un pesado barco mercante de la flota real con la sola fuerza de su brazo.

Simon Stevinus (1548-1620 d.C.)

Stevinus nos habla del equilibrio de los cuerpos y del problema de la composición de fuerzas. En el campo de la mecánica demostró la imposibilidad de un tipo de movimiento perpetuo y llevó a cabo la comprobación de que, en caída libre, dos cuerpos distintos llegan al suelo al mismo tiempo.

Galileo Galilei (1564-1642)

Su primer descubrimiento, fue la ley del péndulo, estaba en la catedral de Pisa cuando vio que para encender una lámpara, la retiraban hacia un lado. Al dejar de retenerla, una vez encendida, la lámpara oscilaba como un péndulo, con movimientos que eran cada vez menores, pero de igual duración. A falta de cronómetro, Galileo midió el compás regular de las oscilaciones de la lámpara valiéndose de los latidos de su propio pulso. También encontró que el tiempo de oscilación de un péndulo es proporcional a la raíz cuadrada de la longitud. Así, un péndulo que sea cuatro veces más largo que otro, tendrá un tiempo de oscilación doble que el de menor longitud.

Galileo continuó sus estudios sobre la caída de los cuerpos y llegó a la conclusión de que la velocidad de un cuerpo al caer depende del tiempo que ha estado cayendo, esto es, que al empezar va despacio y aumenta su velocidad a cada unidad de tiempo, y que los espacios recorridos al caer son proporcionales a los cuadrados de los periodos de tiempo durante los cuales el cuerpo ha estado cayendo. Galileo podía formular la Ley de la Gravedad, aunque sin darle el carácter de Ley del Universo, que es lo que hace sublime la Ley de Gravitación Universal de Newton. Mientras el estudio de la estática se remonta al tiempo de los filósofos griegos, la primera contribución importante a la dinámica fue hecha por Galileo.

Isaac Newton (1642-1727)

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