- Mecánica racional
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La Mecánica Racional es la rama de la Física que estudia el movimiento de los cuerpos materiales y las causas de dichos movimientos.
Contenido
Dos aproximaciones de la Mecánica
Esto es, pretende describir el movimiento de dichos cuerpos y las causas que los originan, es decir, las fuerzas. La Mecánica busca hacer una descripción tanto cualitativa ( ¿qué y cómo ocurre? ), como cuantitativa ( ¿en qué cantidad ocurre?) del fenómeno en cuestión. En este sentido, la ciencia mecánica podría ser construida desde dos aproximaciones alternativas :
- la aproximación Empírica
- la aproximación Racional
Aproximación Empírica
Es aquella fundamentada en la experimentación, esto es, en la observación controlada de un aspecto previamente elegido del medio físico. Un ejemplo puede ayudar a entender este punto : Si dejamos caer una pelota de golf desde cierta altura y partiendo del reposo, podemos medir experimetalmente la velocidad que adquiere la pelota para diferentes instantes. Si despreciamos los efectos de la fricción del aire, podremos constatar que, dentro de las inevitables incertidumbres inherentes a las mediciones, la relación de velocidad ( v ) contra tiempo ( t ) se ajusta bastante bien a la función lineal de la forma :
donde g representa el valor de la aceleración de la gravedad ( 9,81 m/s2, a nivel del mar y 45 grados de latitud ). Así, esta es la aproximación empírica o experimental al fenómeno mecánico estudiado, es decir, la caída libre de un cuerpo.
Aproximación Racional
En este caso se parte de una premisa básica ( experimentalmente verificable) y, con la ayuda de las herramientas aportadas por cálculo infinitesimal, se deducen ecuaciones y relaciones entre la variables implicadas. Si volvemos al ejemplo anterior: Es un hecho de naturaleza experimental, que cuando se deja caer un cuerpo, la aceleración con la que desciende ( si se ignora la fricción del aire ) es constante e igual a g = 9,81 m/s2. Por otra parte, se sabe que la aceleración se define matemáticamente como la derivada de la velocidad respecto del tiempo :
Por tanto, si se integra esta ecuación diferencial, sabiendo que en inicio del movimiento ( t = 0 ) la velocidad es nula ( v = 0 ), se llega de nuevo a la expresión :
- v = gt
Así, esta la aproximación racional o teórica al tema en discusión.
Ambas aproximaciones
La aproximación empírica establece relaciones entre variables de interés mediante la búsqueda de dependencias o relaciones matemáticas, a partir de resultados experimetales. La aproximación racional o teórica establece relaciones entre variables de interés a partir de premisas y de las herramientas que proporciona el cálculo.
Así, se busca derivar conclusiones y expresiones útiles a partir del razonamiento deductivo y el formalismo matemático. Si se extrema este argumento, la Mecánica Racional podría ser considerada una rama de las matemáticas, donde se juega con relaciones entre variables físicas, y se obtienen a partir de ellas ecuaciones útiles y aplicaciones prácticas.
Referencias
- Feynman, Richard (1996). Six Easy Pieces. Perseus Publishing. ISBN 0-201-40825-2.
- Feynman, Richard; Phillips, Richard (1998). Six Easy Pieces. Perseus Publishing. ISBN 0-201-32841-0.
- Feynman, Richard (1999). Lectures on Physics. Perseus Publishing. ISBN 0-7382-0092-1.
- Landau, L. D.; Lifshitz, E. M. (1972). Mechanics and Electrodynamics, Vol. 1. Franklin Book Company, Inc.. ISBN 0-08-016739-X.
- Kleppner, D. and Kolenkow, R. J., An Introduction to Mechanics, McGraw-Hill (1973). ISBN 0-07-035048-5
- Gerald Jay Sussman and Jack Wisdom, Structure and Interpretation of Classical Mechanics, MIT Press (2001). ISBN 0-262-019455-4
- Herbert Goldstein, Charles P. Poole, John L. Safko, Classical Mechanics (3rd Edition), Addison Wesley; ISBN 0-201-65702-3
- Robert Martin Eisberg, Fundamentals of Modern Physics, John Wiley and Sons, 1961
- M. Alonso, J. Finn, "Fundamental university physics", Addison-Wesley
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