lunes, 28 de septiembre de 2015

3 FUNDAMENTOS PARA LA CINEMÁTICA

3.1 Modelo.

La física por lo general emplea modelos, al igual que los modelos en el arte, los modelos científicos son simplificaciones ideales, bellas y elegantes de fenómenos que son más complejos en la vida real. Los modelos ayudan al científico a pensar en tendencias generales que luego pueden ser contrastadas con la realidad de los fenómenos a través de los experimentos.
Figura 01. El concepto es semejante al de modelo en la moda.
En general hablamos de dos modelos principales en física:
La partícula sin masa ni rozamiento que se mueve en un espacio vacío e infinito.
Figura 02. La partícula.

El oscilador armónico ideal que tampoco presenta rozamiento.
Figura 03. El oscilador armónico.

A partir de estos dos modelos se construye todo discurso físico, ya sea empleándolos tal cual en los capítulos iniciales, o realizando correcciones para hacerlos más complejos a medida que ingresamos al estudio de conceptos más avanzados.

3.2 Marco de referencia.

Todas las ecuaciones o fórmulas matemáticas abstraídas o deducidas en el discurso físico adquieren significado siempre y cuando se asuma la existencia de un marco de referencia.  Los marcos de referencia establecen las coordenadas para darle identidad a los valores obtenidos en una ecuación. Por lo general podemos trabajar con tres marcos de referencia normalmente, pero potencialmente pueden ser infinitos.

3.2.1 La recta. 

La recta está compuesta por todos los números reales que van desde menos infinito hasta el infinito, siendo el eje de coordenadas el valor cero. Representa solo una dimensión o variable y es el marco de referencia más simple posible.
Figura 4. La recta.

3.2.2 El plano cartesiano: 

Está compuesta por dos rectas que se intersectan en sus valores cero, ambas van desde más infinito hasta menos infinito, y las intersecciones de cada uno de sus valores representa un punto en un plano imaginario. Representa la relación que existe entre dos dimensiones o variables, siendo la horizontal un conjunto de valores independiente o arbitrario y la vertical un conjunto de valores dependiente.
Figura 5. El plano.

3.2.3 El espacio tridimensional: 

Está compuesto por tres rectas ubicadas como largo, ancho y profundidad. Representa la relación que existe entre tres variables.
Figura 06. El espacio 3D proyectado a un plano.

Aunque matemáticamente puede existir una cantidad ilimitada de variables interrelacionadas, es complicado para un humano visualizar gráficamente por encima de la tercera dimensión. Adicionalmente la mayoría del discurso matemático de la física clásica se restringe a una dimensión “la recta” y a dos dimensiones “el plano cartesiano”.

3.3 Presupuestos de la mecánica clásica.

El modelo de la partícula que se mueve en el vacío depende de dos presupuestos para elaborar o fundamentar el discurso matemático subsecuente:

3.3.1 La continuidad. 

Si una partícula se desplaza del punto A al punto B, necesariamente debe recorrer todo el espacio de forma continua desde el punto A hasta el punto B sin saltos cuánticos. En otras palabras no es válido el concepto de teletransportación. Este axioma aplica para los objetos macroscópicos y astronómicos, pero no para las partículas subatómicas.
Figura 07. Isaac Newton.

3.3.2 La naturaleza del movimiento es la inercia. 

Todo objeto en movimiento continúa en movimiento, y todo objeto en reposo continúa en reposo a menos que una fuerza externa altere dichas tendencias. Este axioma se lo adjudica a Galileo como una respuesta al presupuesto de Aristóteles que decía que las partículas tienden al reposo. Este axioma se lo conoce como la primera ley del movimiento o ley de la inercia.
Figura 08. Galileo Galilei.


No hay comentarios:

Publicar un comentario