Biografia de Isaac Newton

Sir Isaac Newton, (4 de enero, 1643 NS – 31 de marzo, 1727 NS) fue un científico, físico, filósofo, alquimista y matemático inglés, autor de los Philosophiae naturalis principia mathematica, más conocidos como los Principia, donde describió la ley de gravitación universal y estableció las bases de la Mecánica Clásica mediante las leyes que llevan su nombre. Entre sus otros descubrimientos científicos destacan los trabajos sobre la naturaleza de la luz y la óptica (que se presentan principalmente en el Opticks) y el desarrollo del cálculo matemático.
Newton fue el primero en demostrar que las leyes naturales que gobiernan el movimiento en la Tierra y las que gobiernan el movimiento de los cuerpos celestes son las mismas. Es, a menudo, calificado como el científico más grande de todos los tiempos, y su obra como la culminación de la Revolución científica.

El Movimiento de los Cuerpos

Cinemática

La cinemática se ocupa de la descripción del movimiento sin tener en cuenta sus causas. La velocidad (la tasa de variación de la posición) se define como la razón entre el espacio recorrido (desde la posición x1 hasta la posición x2) y el tiempo transcurrido.
v = e/t (1)
siendo:
e: el espacio recorrido y
t: el tiempo transcurrido.
La ecuación (1) corresponde a un movimiento rectilíneo y uniforme, donde la velocidad permanece constante en toda la trayectoria.

Aceleración

Se define como aceleración a la variación de la velocidad con respecto al tiempo. La aceleración es la tasa de variación de la velocidad, el cambio de la velocidad dividido entre el tiempo en que se produce. Por tanto, la aceleración tiene magnitud, dirección y sentido, y se mide en m/s ², gráficamente se representa con un vector.
a = v/t

Tiempo

El tiempo es la magnitud física que mide la duración o separación de las cosas sujetas a cambio, de los sistemas sujetos a observación, esto es, el período que transcurre entre el estado del sistema cuando éste aparentaba un estado X y el instante en el que X registra una variación perceptible para un observador.

Trayectoria

es el conjunto de todas las posiciones por las que pasa un cuerpo en movimiento. Según la mecánica clásica la trayectoria de un cuerpo puntual siempre será una línea continua. Sin embargo, la física moderna a encontrado situaciones donde esto no ocurre así.

Espacio

es la parte o lugar que ocupa cada objeto sensible; la extensión que contiene toda la materia existente; la distancia entre dos cuerpos; la distancia recorrida por un móvil en un cierto tiempo y el transcurso de tiempo entre dos sucesos.

Velocidad

En mecánica, se define correctamente a la velocidad al decir que es la magnitud "por la que cambia de posición un móvil".

Movimiento rectilíneo uniforme (M.R.U.)

Existen varios tipos especiales de movimiento fáciles de describir. En primer lugar, aquél en el que la velocidad es constante. En el caso más sencillo, la velocidad podría ser nula, y la posición no cambiaría en el intervalo de tiempo considerado. Si la velocidad es constante, la velocidad media (o promedio) es igual a la velocidad en cualquier instante determinado. Si el tiempo t se mide con un reloj que se pone en marcha con t = 0, la distancia e recorrida a velocidad constante v será igual al producto de la velocidad por el tiempo. En el movimiento rectilíneo uniforme la velocidad es constante y la aceleración es nula.
v = e/t
v = constante
a = 0

Movimiento uniformemente variado (M.U.V.)

Otro tipo especial de movimiento es aquél en el que se mantiene constante la aceleración. Como la velocidad varía, hay que definir la velocidad instantánea, que es la velocidad en un instante determinado. En el caso de una aceleración a constante, considerando una velocidad inicial nula (v = 0 en t = 0), la velocidad instantánea transcurrido el tiempo t será:
v = a.t
La distancia recorrida durante ese tiempo será
e = ½.a.t ²
Esta ecuación muestra una característica importante: la distancia depende del cuadrado del tiempo (t ²). En el movimiento uniformemente variado la velocidad varia y la aceleración es distinta de cero y constante.
a ≠ 0 = constante
v = variable

1) Acelerado: a > 0
xf = xo + vo.t + ½.a.t ² (Ecuación de posición)
vf = vo + a.t (Ecuación de velocidad)
vf ² = vo ² + 2.a.Δx

2) Retardado: a < xf =" xo" vf =" vo" a =" g" vo =" 0" yf =" ½.g.t" vf =" g.t" a =" g" yf =" yo" vf =" vo" v =" constante" a =" 0" a =" g" v =" constante" a =" 0" a =" g" vo =" 0" style="font-size:130%;">Movimiento circular en el plano

El movimiento circular

es otro tipo de movimiento sencillo. Si un objeto se mueve con celeridad constante pero la aceleración forma siempre un ángulo recto con su velocidad, se desplazará en un círculo. La aceleración está dirigida hacia el centro del círculo y se denomina aceleración normal o centrípeta. En el caso de un objeto que se desplaza a velocidad v en un círculo de radio r, la aceleración centrípeta es:
a = v ²/r.
En este movimiento, tanto la aceleración como la velocidad tienen componentes en x e y.

1) Horizontal:
s = R. θ s: arco de circunferencia recorrido
θ: ángulo desplazado
v = R.ω ω: velocidad angular
aT = R. α aT: aceleración tangencial
α : aceleración angular
aN = v ²/R aN: aceleración normal o centrípeta
aN = R. ω ²
Sí v = constante Þ aT = 0

2) Vertical: este movimiento no es uniforme ya que la velocidad del cuerpo aumenta cuando desciende y disminuye cuando asciende. Para este modelo el cuerpo está sujeto por una cuerda, entonces, las fuerzas que actúan son el peso del cuerpo y la tensión de la cuerda, que componen una fuerza resultante.
FT = m.g.sen θ
FN = T - m.g.cos θ
T = m.(v ²/R + g.cos θ)
Siendo en el punto más bajo
T = m.(v ²/R + g)
Siendo en el punto más alto
T = m.(v ²/R - g)
En el punto mas alto la velocidad es crítica, por debajo de ésta la cuerda deja de estar tensa.
vc ² = R.g

3) Péndulo físico:
FT = m.g.sen θ
FN = T - m.g.cos θ
Amplitud:
s = R. θ
La velocidad es variable, anulándose en cada extremo del arco de circunferencia (amplitud).
T = m.g.cos θ
En el punto más bajo:
θ = 0
FT = 0
FN = T - P
El período τ es el tiempo en que se efectúa una oscilación completa.
τ = 2.π.√R/g
La frecuencia f es la relación entre el número de revoluciones y el tiempo de observación.
f = 1/ τ


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