» 12-06-2025

Ciencia y filosofía 17. El desarrollo histórico. La estática y la dinámica 2.

En un momento dado la necesidad de avanzar en la dinámica se hace perentoria. La posición estatista ya no es suficiente para entender el mundo y se impone avanzar hacia posiciones dinámicas. El problema del movimiento venía de los griegos. Aristóteles ya trato de introducir el cambio en su esquema eminentemente ontológico, centrado en el ser: forma y sustancia, con resultados más bien escasos. Pero la relatividad: la necesaria interacción entre todas las cosas no podía enfocarse sino poco a poco. Galileo enunció la relatividad galileana: es imposible distinguir localmente (desde dentro del sistema) el estado de reposo del de movimiento uniforme. Desde la ventanilla del tren no es posible afirmar si el que se mueve es el tren propio o el que vemos. Era un avance cualitativo. La frontera entre ser y cambio se estrecha. Para la filosofía la percepción era la de los sentidos. Galileo utiliza una extensión del sentido de la vista que es el telescopio, inaugurando una nueva forma de ver el mundo. Le seguirá el microscopio, hasta que agotados los medios mecánicos, se pasará a los medios que no respetan la figuración tradicional: imágenes térmicas, acústicas,  electrónicas, etc. Se trata de comparar (relacionar) imágenes y no de reproducir la figuración tradicional. El concepto de “ver” cobra una nueva dimensión. 

 

La dinámica exige conocer el cambio de posición en el espacio en relación al tiempo, y evaluar el paso del tiempo es difícil en el siglo XVII.  Galileo descubre en el péndulo un auxiliar valioso: el periodo de oscilación (el tiempo que tarda en completar una oscilación completa) es constante para una longitud determinada y no depende de la amplitud del movimiento o de la masa del péndulo, siempre y cuando los ángulos de oscilación sean pequeños. Ya se puede medir el tiempo en los experimentos. Se distinguen dos tipos de movimiento: el estático (en el que se equilibran los movimientos): oscilación o vibración y el dinámico que supone un desplazamiento neto en el espacio y por tanto la presencia de fuerzas que producen (son) el empuje. Por supuesto los movimientos internos (fuerzas internas que se equilibran) que no se aparentan quedan excluidos. La edad media había entronizado el tiempo como medida absoluta (la vida regulada por las campanas), se trataba de ampliarlo a la esfera de los experimentos. Porque Galileo se plantea su labor científica como algo que debe corroborarse en la realidad, debe experimentarse. 

 

Distingue la aceleración (el ritmo del cambio de la velocidad) de la velocidad, que mide el ritmo de cambio del espacio respecto al tiempo y comprende que las fuerzas se producen con la aceleración por cuanto la velocidad sin aceleración es equivalente al reposo (relatividad galileana) y por tanto a un resultado de fuerzas nulo. La aceleración aplicada a la masa es la fuerza y en el caso de la gravedad: la fuerza de la gravedad es la aceleración de la gravedad aplicada a la masa.  La aceleración de la gravedad es la misma para todos los cuerpos que caen, por lo tanto la diferencia debe ponerla la masa. Pero comprueba (intuye) -que en ausencia de rozamiento- todos los cuerpos caen a la par. La gravedad es independiente de la masa. 

 

Hará falta la formulación de Newton para comprenderlo. La fuerza gravitatoria depende de las masas en juego pero la masa de la tierra es tan enormemente mayor, que la masa de los objetos que caen resulta despreciable. No caen a la par sino que sus masas son tan insignificantes respecto a la masa de la tierra que la diferencia es inapreciable. Tras estas apreciaciones de Galileo, prácticamente, la gravedad está definida. Newton pone la vista en el cielo y comprende que una órbita de un planeta alrededor de otro es en realidad una caída en la que la fuerza de la gravedad se compone con una fuerza horizontal de modo que, la caída se eterniza en el equilibrio. Si disparamos un cañón la bala describirá una parábola y caerá a tierra… si la fuerza de la gravedad es mayor que la de impulsión horizontal. Si la fuerza de impulsión equilibra la fuerza de la gravedad la bala no caerá nunca y se mantendrá (en ausencia de rozamiento) en órbita (la parábola) eternamente. La gravedad es universal: afecta lo mismo a los cuerpos que caen, a las balas de cañón y a los planetas. De hecho las mareas (un movimiento ondulatorio) son también producidas por la gravedad.

 

Por último Galileo intuye también la ley de la conservación de la energía. Es el péndulo -de nuevo- quien acude en su ayuda. El péndulo parte de una altura determinada en la que tiene una energía potencial gravitatoria y en posición de reposo: energía cinética nula.  Al pasar por el punto más bajo toda la energía potencial se ha convertido en cinética, ha adquirido su máxima velocidad y consumido su energía potencial gravitatoria. A partir de ahí empieza a perder velocidad (energía cinética) y a escalar hacia el punto más alto hasta alcanzar el reposo y recuperar la energía potencial gravitatoria. En cada punto del recorrido la energía potencial se ha compensado con la cinética hasta retornar (en ausencia de rozamiento) a la posición (simétrica a la) inicial.  La energía se ha transformado pero no se ha consumido: se conserva. 

 

Todas estas consideraciones, intuiciones y experimentaciones Newton las convertirá en tres leyes: 1) si no actúa ninguna fuerza sobre un cuerpo, éste,  continuará con el movimiento o reposo que tenía. 2) Si actúa alguna fuerza sobre un cuerpo másico producirá una aceleración proporcional a esa masa. 3) La fuerza que un cuerpo ejerce sobre otro es igual en magnitud y dirección a la recíproca y de sentido contrario (acción y reacción). La fuerza que se produce entre ambos es proporcional a las masas de los cuerpos y a la inversa del cuadrado de la distancia.  La fuerzas son vectores con magnitud, dirección y sentido y se componen tal y como lo hacen los vectores. En cualquier caso se producen situaciones que  mediante la aplicación de las ecuaciones dinámicas de Newton definen un mundo completamente determinado en cualquier instante posterior, pues su evolución temporal se ajusta a estas leyes. El mundo newtoniano es un mundo euclídeo en el que las partículas son puntuales y se unen por líneas rectas o bien un mundo de bolas elásticas con dimensión.¿Es imposible el libre albedrío? La respuesta es que lo que es imposible es la realidad tal como la hemos inventado.

 

El desgarrado. Junio 2025




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