[A006] Mecánica Clásica

La Mecánica Clásica o newtoniana es la parte de la Física que estudia la relación entre el movimiento de los cuerpos y las fuerzas que actúan sobre ellos. Esta parte de la física desarrollada por Newton tuvo más de 2 siglos de vigencia, hasta que Einstein formuló la teoría de la relatividad en 1905, y a posteriori otros científicos desarrollaron la Física Cuántica.
A partir de estos hechos muchos dijeron que se produjo un cambio total de paradigmas y que había que descartar las teorías de Newton. Si bien Einstein resolvió la inconsistencia que tenía la Mecánica Clásica, también dejó otras preguntas sin resolver

Por eso parece más adecuado decir que gracias a los aportes de la Relatividad y de la Física Cuántica no se niega la validez de la Mecánica Clásica, sino que se deja circunscripta a un dominio limitado (donde la velocidad de los objetos es muy baja comparada con la velocidad de la luz, que es de aproximadamente 300.000 km/seg). Tal validez tiene que sigue siendo la base de toda la ingeniería mundial actual (exceptuando las relacionadas con los viajes espaciales).

El aporte de Newton fue realmente significativo, y el desarrollo y tratamiento matemático tan preciso, que a pesar de haberlos publicado en 1687, hoy en día se siguen utilizando en los actuales libros de Mecánica Clásica. Aunque la Mecánica se apoye fuertemente en la Matemática, no es una ciencia abstracta, sino aplicada. Además también guarda relación con ramas propias de la ingeniería como Resistencia de Materiales, Cálculo de Estructuras, etc.

Los conceptos básicos empleados en la Mecánica newtoniana son: posición, tiempo, masa y fuerza, siendo esta última de suma importancia. Como cuerpo de estudio se subdivide en distintas ramas: estática (se centra en los objetos en equilibrio), cinemática (movimiento de los cuerpos sin considerar las causas que lo provocan, también llamada geometría del movimiento) y dinámica (justamente el estudio de las causas o el origen de los movimientos).

Podríamos decir que la Mecánica Clásica reduce su estudio al dominio de la experiencia diaria, o sea a los hechos que observamos con los sentidos. Además es de fácil comprensión y puede expresarse matemáticamente con cierta facilidad, lo que permite su aplicación en una gran variedad de hechos, y en nuestro caso concreto a todas los hechos donde intervengan situaciones de higiene o seguridad laboral. También es compatible con otras ramas de la física, como la mecánica de los fluidos y la termodinámica (algunos temas veremos en Física II).

La Mecánica no solo se utiliza para describir el reposo o movimiento de los cuerpos, sino para predecir como serán, para poder evaluar sus consecuencias, y llegado el caso anticiparnos generando las medidas de prevención más adecuadas.

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Como se trata de una ciencia aplicada la atención tiene que centrarse no solo en la formulación matemática, sino también y fuertemente en la interpretación de los resultados, analizando las variantes y distintos efectos que podrían ocurrir. En todos los casos interesará el resultado numérico, pero también, y mucho, los procedimientos o metodologías empleados.

Los temas se deben introducir gradualmente y de forma espiralada, de manera de ir cimentando de manera efectiva los conocimientos. Al mismo tiempo los alumnos deben contar con nociones sólidas de Álgebra, Geometría, Trigonometría y Representación Gráfica, para que el aprendizaje surja de manera fluida, y los temas matemáticos no sean la causa que les hagan perder de vista el objetivo al que pretenden llegar o los desanimen en el intento.

Para esta instancia de estudio, los libros de texto son el instrumento adecuado para avanzar en el conocimiento, no pasaron de moda, siguen siendo una compilación muy bien organizada y podríamos comentar muchas razones que lo justifican. Las ediciones actuales de libros de Física también vienen conectadas a la red, presentando enlaces a videos o ejercitaciones dinámicas en la web. En la Bibliografía de Física I (que encontramos en este blog) se lista una importante cantidad de textos de uso mundial, tanto en formato papel como digitales.

Para terminar también nos referiremos a la ayuda que presentan ciertas herramientas informáticas a la hora de entender lo que estamos calculando, como ejemplo podemos citar el uso de simuladores gráficos (en la materia veremos varios creados con planillas de cálculo).
Resumiendo, se aprende Mecánica leyendo libros, resolviendo ejercicios y problemas, estudiando y reflexionando (con la guía de un profesor o tutor, o de manera independiente).

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Fuentes:

Covián Regales, E. (2004). El proceso de enseñanza aprendizaje de la Mecánica de Newton en las carreras técnicas. Tesis doctoral. Universidad de León. España.

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