CLAVES PARA UN ESTUDIO EFICAZ

HISTORIA DEL DESCUBRIMIENTO DE LA LEY DE GRAVITACIÓN UNIVERSAL

¿Qué Explica La Ley De Gravitación?

Explica:

1) como se mueven los planetas,
2) con que tipo de movimiento,
3) cómo es la fuerza que realiza ese movimiento,
4) qué es lo que la crea.

Estas preguntas estaban sin contestar satisfactoriamente al final de la Edad Media. Kepler contesta a la pregunta de cómo se mueven los planetas y explica la forma de las órbitas. Newton contesta a la cuestión de cómo es la fuerza que mueve los planetas y que es lo que la crea.


Todo Empezó Por Un Afán De Poder Predecir

Poder predecir los acontecimientos estelares daba a los que lo poseían un poder supersticioso que ellos mismo potenciaban. Hoy los cultivadores de las falsas ciencias siguen engañando y tratando de predecir el futuro utilizando diferentes métodos, pero la única ciencia que predice lo que pasará es la que utiliza fórmulas matemáticas y leyes físicas que partiendo de unas condiciones iniciales y conociendo el tipo de fuerzas que actúan predice donde estará el planeta en un futuro.


El Método Científico

La aplicación de un nuevo método para la investigación se inicia en la Física, es el llamado método científico, y contribuye a resolver las cuestiones planteadas sobre la gravitación. Vamos a comprobar como surgen las diferentes fases del método al estudiar el fenómeno de la gravitación. No todas las fases fueron aplicadas por un mismo investigador, pero poco a poco enlazadas se convierten en el instrumento que fue capaz de elevar el conocimiento tecnológico hasta las cotas hoy alcanzadas.


Observación Y Registro De Datos

Aunque Copérnico había realizado una observación de las posiciones astrales para crear nuevas tablas solares (que predecían las posiciones de los planetas), el que verdaderamente hizo una observación sistemática y precisa y diseño nuevos aparatos fue Tycho Brahe. Lo hizo a simple vista, sin telescopio. Sus datos son de 10 a 2 más precisos que los de Ptolmeo. Su gran aporte a la Ciencia fue creer que los debates acerca del tipo de movimiento de los astros se resolverían mejor si las posiciones se conocieran con mayor precisión antes que manteniendo discusiones filosóficas. (Establece la necesidad de la observación y medida para establecer una Ley). Los griegos partían de prejuicios sobre lo inmutable y lo puro de los cielos para asignarles a las trayectorias, la "perfección" del círculo como única posible.


Establecimiento De Relaciones Matemáticas (Fórmulas)

Entre Las Variables Medidas

Los datos de Tycho son heredados por J. Kepler, mal observador pero buen matemático, que los retuerce hasta lograr unas relaciones, sintetizadas en expresiones matemáticas (un lenguaje más preciso), que le permitieron formular sus tres leyes. Estas leyes se refieren a la forma de las órbitas y a los tipos de movimiento descrito así como a las relaciones entre los tiempos de giro del planeta y su distancia al sol. A partir de ellas Newton establece una teoría que explica de donde surge la fuerza que mueve a los planetas, su dirección y valor extensible a todo el cosmos.

La Teoría: Una Teoría Comprobable Es La Única Forma De Poder Predecir El Futuro
Con el estudio del movimiento de los proyectiles y la caída de los cuerpos (extrañamente todos los cuerpos, independientemente de su masa, caen con la misma aceleración) Galileo ya tenía sus propias ideas acerca de las teorías de los movimientos y la posición de la Tierra en el sistema solar ( " y sin embargo se mueve"- musitó en el juicio). Galileo estudiando la piedra que cae desde lo alto de un mástil de un barco que se mueve con movimiento uniforme (cae siempre al pie del mástil independientemente de que el barco esté quieto o se mueva), concluyó que dentro de un sistema que se mueve con movimiento de este tipo, (la Tierra), no podemos saber si estamos quietos o nos movemos. También descubre que si una masa se mueve y no actúan fuerzas sobre ella se seguirá moviendo en línea recta indefinidamente. Todavía no sabemos el por qué, pero es así .
Y entonces apareció Newton. Kepler explica la forma de las órbitas y Newton explica porque son así. De la segunda Ley de Kepler (la de las áreas) Newton deduce que las fuerzas necesarias para describir la elipse y cumplir la Ley deben ser centrales. Antes de Newton se llegó a postular que los astros se movían porque un suave aleteo de ángeles los empujaba. Esta fuerza de aleteo era tangencial a la órbita. Nadie, antes de Newton, se atrevía a decir que para mover los astros se requería una fuerza central que los empujara hacia el sol. Hoy, como dice Feyman, el aleteo de los ángeles lo hemos sustituido por intercambio de gravitones lo que deja el problema de "entender" en otro estado.

Origen del Sistema Métrico de Unidades

Importancia de las medidas.

Para descu­brir las leyes que gobiernan los fenómenos naturales, los científicos deben llevar a cabo mediciones de las magnitudes relacionadas con dichos fenómenos. La física, en particular, suele ser denominada "ciencia de la medición". Lord Kelvin, destacado físico inglés del siglo pasado, destacó la importancia de las mediciones en el estudio de las ciencias, por medio de las siguien­tes palabras:

"Siempre digo que si es posible medir aquello de lo que se habla y se consigue expresarlo en números, entonces puede saberse algo al res­pecto; pero cuando no puede expresarse así, el conocimiento es deficiente e insatisfactorio... "

Como sabemos, para efectuar una medición es necesario escoger una unidad para cada magnitud. El establecimiento de unidades, reco­nocidas internacionalmente, también es impres­cindible en el comercio y en el intercambio entre los países.

Unidades anteriores al Sistema Métrico.

Antes de que el Sistema Métrico Decimal fuese instituido (a fines del siglo XVII) las unidades de medida se definían muy arbitrariamente y varia­ban de un país a otro, dificultando las transac­ciones comerciales y el intercambio científico entre las naciones. Por ejemplo, las unidades de longitud, casi siempre se derivaban de las di­mensiones de ciertas partes del cuerpo del monarca de un país; por ejemplo, la yarda, el pie, la pulgada, etc. (Fig. 1). Aun en la actuali­dad, en los países de habla inglesa se utilizan todavía unidades como éstas, pero se definen modernamente con base en patrones menos arbitrarios.

También podemos destacar otra inconve­niencia de las unidades antiguas: sus múltiplos y submúltiplos no eran decimales, lo cual difi­cultaba enormemente la realización de las ope­raciones matemáticas con dichas medidas. Hasta hace poco, los extranjeros en Inglaterra tenían muchos problemas para efectuar operaciones con las monedas inglesas, pues el sistema mo­netario británico no era decimal (1libra esterlina valía 12 chelines y 1 chelín, 20 peniques).

FIGURA 1 Las unidades antiguas anteriores al Sis­tema Métrico Decimal, generalmente se originaban a partir del tamaño de partes del cuerpo humano.

Sistema Métrico Decimal

Las inconve­niencias que acabamos de señalar llevaron a algunos científicos de los siglos XVII y XVIII a pro­poner unidades de medida definidas con mayor rigor y que se adoptarían en forma universal. Las diversas propuestas, aunque no tuvieron aceptación inmediata, acabaron por dar lugar al establecimiento del llamado Sistema Métrico Decimal, en Francia. La firma del decreto del 7 de abril de 1795, que instauró este sistema, constituyó una de las contribuciones más signi­ficativas de la Revolución Francesa.

Las principales características del sistema de unidades que se propuso, son:

Como su nombre lo indica, el sistema es decimal,

Los prefijos de los múltiplos y submúltiplos se eligieron de modo racional, empleándose palabras griegas y latinas (kilo = 103, mili = 10-'\, deca = 10, deci = 10-¹ etc.) para designados,

La Tierra se tomó como base para escoger la unidad de longitud: el metro se definió como la diezmillonésima parte (10-⁷) de la distancia del ecuador al polo (Fig. 1-10). Esta cantidad se marcó sobre una barra de platino iridiado -el metro patrón- que todavía se conserva en un archivo oficial de pesos y medi­das, en París (Fig. 2).

FIGURA 2. El metro se definió originalmente como la fracción 1 0- 7 de la distancia entre el polo y el ecuador terrestres, medida sobre uno de los meridianos

La implantación del sistema métrico, en la misma Francia, se enfrentó a grandes dificulta­des, ya que, como era de esperarse, la población rechazó el cambio de hábitos ya arraigados en sus actividades cotidianas. En virtud de la reac­ción popular, Napoleón Bonaparte, entonces emperador de los franceses, emitió un decreto permitiendo que se continuaran empleando las antiguas unidades, pero, al mismo tiempo, vol­viendo obligatoria la enseñanza del sistema métrico en las escuelas. Por último, en 1840, una nueva ley declaró ilegal el uso de cualquier unidad que no perteneciera al sistema métrico, quedando así implantado definitivamente en Francia el nuevo sistema.

Por esa misma época, el sistema métrico decimal ya se empezaba a conocer en otros países, y en 1875 se efectuó en París la célebre Convención del Metro, en la que 18 de las naciones más importantes del mundo se com­prometieron a adoptarlo. Inglaterra no asistió a dicha reunión, negándose a emplear las unida­des de este sistema.

Sistema Internacional de Unidades

Desde entonces, el uso del sistema métrico se fue extendiendo poco a poco en todo el mundo. Nuevas unidades para medir otras magnitudes, conservando las mismas características que se emplearon en la definición del metro, fueron incorporándose al sistema. Por otra parte, la precisión de los patrones establecidos en el siglo pasado no bastaba en el gran avance científico del siglo xx. Así que los científicos advirtieron la necesidad de una reestructuración del siste­ma métrico, y en 1960, durante la 11a Conferen­cia General de Pesas y Medidas, también llevada a cabo en París, se elaboró un nuevo sistema de­nominado Sistema Internacional de Unidades (SI).

Debemos observar que el SI se basa en el original sistema métrico decimal, pero sus uni­dades están definidas de manera más rigurosa y actualizada. En la actualidad, el Sistema Internacional de Unidades es aceptado universalmente, inclu­so en los países de habla inglesa (donde hasta ahora se utilizan aun las unidades denominadas libra, pie, pulgada, etc.), pero se realiza en tales países un gran esfuerzo para su adopción, no sólo en los trabajos científicos, sino también por la población en general.

BIBLIOGRAFÍA:

“Física General con experimentos sencillos” 4^a edición; Beatriz Alvarenga y Antonio Máximo

Transformación de Unidades

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