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El movimiento

 Posted by riraldi@hotmail.com on March 29, 2012 at 2:05 AMDelete 
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Historia de la descripción del movimiento: La Dinámica.

 

Los que explicaron el movimiento.

 

Las teorías cosmológicas determinan el tipo de explicaciones requeridas para entender un fenómeno; en casi todas las teorías cosmológicas de la época clásica, el mundo se comparaba con un organismo vivo, con tendencias y aversiones representadas por dioses en conflicto. Así, la concepción cosmológica de los griegos, en la cual la Tierra forma el centro del universo y es el objetivo y la causa de la creación, impuso la concepción, según la cual, entender un fenómeno era el conocer su causa; y la explicación del movimiento, consecuentemente, como el de dar la causa por la que un cuerpo se mueve; considerando, de esta manera, que el estado natural de un cuerpo es el reposo respecto de la Tierra, concepción que se refuerza por la observación; ya que todos los movimientos que observamos finalizan deteniéndose en la superficie de la Tierra.

 

El filósofo griego, Aristóteles, clasifica las causas en cuatro tipos que deben reconocerse para explicar el cambio, o en particular, el movimiento; estos tipos son: 1) La causa formal: que es la forma que va a adquirir el tipo de cambio, sí tomamos como ejemplo la hechura de una estatua, entonces la causa formal es la forma de la estatua, que puede ser la de Júpiter o Afrodita, o una forma que preexiste en la mente del artista; 2) La causa material: aquello de lo cual algo surge; por ejemplo: cuando se hace una estatua la causa material es la existencia del bloque de mármol; 3) La causa eficiente: es aquello que se mueve para que la forma aparezca, es el principio del movimiento o cambio; en nuestro ejemplo: el escultor. Y 4) La causa final, la razón por la cual actúan las otras causas; la realidad que debe producir el cambio; en nuestro ejemplo puede ser el enriquecimiento del autor, la fama que le va a conferir etc.

 

En cuanto a la teoría del movimiento los griegos pensaban que el movimiento era un proceso y por lo tanto en cada instante debía existir una causa para mantenerlo: Omne quod fit habet causam. Omne quod movetur, ab alio movetur. Galileo 2000 años después mostraría la contradicción inherente a la consideración del movimiento como un proceso al encontrar el principio de inercia; lo que de hecho transformaba la consideración, del movimiento como un proceso a considerarlo un estado, las causas deberían, entonces, buscarse al haber un cambio de estado, es decir, un cambio en el movimiento. Es erróneo presentar la inercia como algo evidente por sí mismo, o deducirlo del principio general Cessante causa cessat efectus puesto que, sí el efecto es la velocidad, Aristóteles tiene razón; sí el efecto es la aceleración es Galileo quien tiene razón.

 

En cuanto al movimiento de los astros, en su libro, Sobre los cielos ( De Caelo), Aristóteles pretende que, como los dioses son eternos y los cielos divinos, el movimiento de los cielos debe ser eterno, y por lo tanto, los cielos deben ser una esfera rotatoria; y puesto que el centro de un cuerpo en rotación está en reposo, la Tierra debe estar fija en el centro del universo.

 

Debemos resaltar el hecho de que, para Aristóteles, hay dos tipos de movimientos. El primer tipo, el movimiento natural, es aquel que sufren los objetos en la búsqueda de su lugar natural, por ejemplo: una piedra cae porque el lugar natural de los objetos pesados sería la Tierra; los gases, en cambio, suben porque el lugar natural de ellos sería el reino de lo etéreo, por encima de los cielos. Aristóteles también formula la teoría de que los cuerpos caen a velocidades que son proporcionales a su peso “ Un peso determinado recorre una determinada distancia en un tiempo dado; un peso mas pesado se mueve a la misma distancia en menos tiempo, siendo este inversamente proporcional al peso. Por ejemplo, sí un peso es doble, tardará la mitad del tiempo en recorrer la misma distancia” . ( De Caelo). Aristóteles tuvo en cuenta no solo el peso del cuerpo que cae, sino también la resistencia ofrecida por el medio a través del cual cae. Así, una piedra cae mas de prisa en el aire que en el agua. Existe movimiento sólo cuando el peso excede la resistencia, cuanto mayor es el peso en proporción a la resistencia entonces mayor es la velocidad que adquiere el cuerpo. Aristóteles no utiliza ecuaciones, tampoco lo hicieron los físicos que lo siguieron hasta la época de Galileo, así que, expresada verbalmente, la teoría parece plausible, pero sí estas consideraciones se traducen a ecuaciones matemáticas las inconsistencias saltan a la vista.

 

La idea de un sistema físico que tiende hacia su objetivo final es conocida con el nombre de teleología.

 

El segundo tipo de movimiento es el movimiento forzado, este es el movimiento de los cuerpos cuya causa final no es la tendencia hacia su lugar natural, un ejemplo de este tipo de movimientos podría ser lanzar una piedra. En este caso, para conservar el movimiento, es necesario una causa que lo mantenga en cada instante en que existe el movimiento, aun un cuerpo manteniéndose a velocidad constante, según la teoría Aristotélica, debía estar sometido a una fuerza; en los movimientos forzados esta fuerza iba desgastándose a medida que pasaba el tiempo, y al acabarse, el cuerpo seguiría, entonces, su movimiento natural. Por ejemplo: una piedra lanzada hacia adelante avanzaría hasta que se le acaba la fuerza que contiene y que le ha sido proporcionada por el lanzador, al acabarse esta fuerza el cuerpo cae buscando su lugar natural. Esta concepción del movimiento duró toda la edad media. En el Diálogo sobre los dos sistemas capitales del mundo, el de Tolomeo y el de Copérnico (1632). Galileo formula la ley de inercia, mostrando que la teoría Aristotélica, según la cual, para mantener un movimiento no natural hacía falta una fuerza, tenía una inconsistencia lógica. El diálogo en el que Galileo usa el principio de continuidad (y por esto es considerado el descubridor) al pasar de la dinámica en un plano inclinado a la del plano horizontal para explicar el principio de inercia, se desenvuelve entre Salviati, que representa los argumentos de Galileo, Simplicio, que representa el pensamiento Aristotélico y Sagredo, que representa una posición intermedia y sirve de interlocutor a los dos personajes principales. Tanto Salviati como Sagredo, en la vida real, eran dos amigos de Galileo; Simplicio se conoce por sus obras que comentan las de Aristóteles.

 

Salviati.- Sí tuvieras una superficie de una sustancia tan dura como el acero y tan lisa y pulimentada como un espejo, que no fuese horizontal, sino algo inclinada, y colocases sobre ella una bola de bronce perfectamente esférica, ¿que piensas que pasaría cuando la soltases? Simplicio acepta que la bola rodaría por el plano inclinado acelerando continuamente y que para mantenerla en reposo haría falta una fuerza. También admite que para mantenerla moviéndose hacia arriba haría falta una fuerza, en caso contrario “El movimiento sería constantemente retardado y contrario a la naturaleza” Salviati pregunta entonces que le sucedería al cuerpo sobre una superficie que no tuviese inclinación ni hacia arriba ni hacia abajo. Simplicio admite que el cuerpo no se movería en absoluto sí en principio estuviera en reposo sobre el plano; pero sí se le diera un impulso inicial en una dirección particular, no habría razón alguna para acelerar o retardar su movimiento.

Salviati.- Bien sí no hay causa de retardo, menos la habrá para detenerlo; por tanto ¿que distancia recorrerá el cuerpo en movimiento?

Simplicio.- pues tanta como la superficie no inclinada ni ascendente.

Salviati.- Por tanto, sí este espacio fuese indefinido, el movimiento sobre él no tendría fin, esto es, sería perpetuo.

Simplicio.- Yo creo que sí.

 

Galileo llega a la conclusión de que un cuerpo moviéndose a una velocidad constante, sobre una superficie horizontal, debe continuar moviéndose indefinidamente. Por lo tanto, no debe existir ninguna causa para que el cuerpo mantenga su movimiento; el movimiento no puede ser un proceso que necesite una causa para existir, el movimiento es un estado y para cambiar este estado es entonces necesaria una causa. La fuerza es necesaria para cambiar el estado de movimiento, por lo tanto, para darle una aceleración al cuerpo. Mas no basta conocer que las causas que originan un cambio en la velocidad, es necesario, también, conocer cuales son las causas que afectan el movimiento y en que forma lo afectan. Para la formulación de su teoría, Newton, precisó del conocimiento exacto de 2 tipos de movimientos, que en su época se consideraban de diferente tipo y regidos por leyes disímiles: el movimiento de los astros y el movimiento de proyectiles en la cercanía de la superficie terrestre. Las particularidades del movimiento de los astros le fue proporcionado por Kepler, las segundas por Galileo.

 

Renato Iraldi

Universidad Central de Venezuela.



 

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