Formas De Referirse Al Movimiento
Generalmente cuando se trata de definir el movimiento se hace refiriéndose
a éste como el cambio de posición que experimenta un cuerpo y se le asocia a
tal cambio una duración, es decir que tal cambio no se da únicamente en el
espacio sino también en el tiempo. Si bien esta manera de asumir el movimiento
es muy usada, y para algunos resulta plausible, no expresa la concepción que se
tiene de éste cuando se observa y cuando nos referimos al mismo. Por ejemplo,
cuando se observa el movimiento de los automóviles al tratar de cruzar una
calle la percepción que tenemos no está basada en cambios de posición, puesto
que ello nos haría imposible cruzar la calle, ya que tomaría mucho tiempo y
sería muy difícil ver los desplazamientos de todos los automóviles. Es claro que
cuando observamos el movimiento de los automóviles para cruzar la calle tenemos
una percepción inmediata del mismo, la cual nos permite tomar la decisión de
cruzar o no, aún más, tal percepción nos permite también diferenciar el
movimiento de varios cuerpos; es claro también que cuando nos referimos al
movimiento de los cuerpos no lo hacemos hablando de desplazamientos e
intervalos de tiempo, es más, podemos hablar del movimiento instantáneo, por
ejemplo podemos hablar del movimiento que tiene una piedra que cae un segundo
después de haber sido soltada, o en el momento de tocar el piso.
Por otra parte, fijémonos cómo pensar el movimiento como cambio de posición
genera grandes rupturas cuando se trata de dar cuenta del movimiento de un
cuerpo en cada punto y excluye la idea del movimiento instantáneo, es decir que
no tiene correspondencia lógica con conceptos tales como la velocidad
instantánea, y la aceleración instantánea, entre otras.Puesto que el movimiento
puede ser observado en cada punto y en cada instante, es decir se puede hablar
del movimiento instantáneo es posible pensar en el movimiento como una
cualidad, y que hay diversas maneras de estar con relación al movimiento; en
este sentido podemos hablar de diferentes grados de movimiento reposo, lento,
rápido, etc. siendo la velocidad la que permite establecer la gradación del
movimiento, así la velocidad da cuenta de la manera de estar de un cuerpo con
relación al movimiento, es decir da cuenta del estado e movimiento del cuerpo, por lo cual la
velocidad es la variable de estado.
Descripción del movimiento
Feyman/Leighton/Sands
Tomado del libro Física Vol. 1: Mecánica,
radiación y calor
A fin de encontrar las leyes que gobiernan los
diversos cambios que experimentan los cuerpos a medida que el tiempo
transcurre, debemos estar en condiciones de describir
los cambios y tener en cuenta alguna manera de registrarlos. El cambio más
simple observable en un cuerpo es el cambio aparente en su posición con el
tiempo, al cual llamamos movimiento. Consideremos algún objeto sólido con una
marca permanente que podemos observar, que llamaremos punto. Discutiremos el
movimiento del pequeño marcador, el cual podría ser la tapa del radiador de un
automóvil o el centro de una pelota que está cayendo, trataremos de describir
el hecho de que se mueve y cómo se mueve.
Estos ejemplos pueden parecer triviales, pero en
la descripción del cambio entran muchas sutilezas. Algunos cambios son más
difíciles de describir que el movimiento de un punto en un objeto sólido, por
ejemplo la velocidad de deriva de una nube que se mueve lentamente, pero
formándose rápidamente, o el cambio de opinión de una mujer. No conocemos una
manera simple para analizar un cambio de opinión, pero ya que la nube se puede
representar o describir por muchas moléculas, en principio, tal vez podamos
describir el movimiento de la nube,
describiendo el movimiento de cada una de sus moléculas. De la misma manera,
quizás, los cambios en la opinión pueden tener un paralelo con los cambios de
los átomos dentro del cerebro, pero aún no tenemos tal conocimiento.
De todas maneras, esto es el motivo por el cual
comenzamos con el movimiento de puntos; tal vez debiéramos imaginarlos como
átomos, pero es probablemente mejor ser más imprecisos al comienzo y
simplemente pensar en alguna especie de pequeños objetos, es decir, pequeños
comparados con la distancia recorrida. Por ejemplo, para describir el movimiento
de un automóvil que va a cien kilómetros, no tenemos que distinguir entre la
parte delantera y la parte trasera del automóvil. Sin duda, hay pequeñas
diferencias, pero para propósitos aproximados diremos “el automóvil” y del
mismo modo no importa que nuestros puntos no sean puntos absolutos; para lo que
nos interesa no es necesario ser extremadamente preciso. También, mientras
echamos una primera mirada a este tema, vamos a olvidar las tres dimensiones
del mundo. Solamente nos concentraremos sobre el movimiento en una dirección
como en un automóvil sobre una carretera.
Ustedes pueden decir: “Todo es algo trivial” y en
verdad lo es. ¿Cómo podemos describir tal movimiento unidimensional –digamos,
de un automóvil-¿. Nada podría ser más simple. Entre las muchas maneras
posibles, una sería la siguiente. Para determinar la posición de un automóvil
en diferentes tiempos, medimos su distancia desde el punto de partida y
anotamos todas las observaciones. En la
tabla No. 1, s
representa la distancia del auto, en metros, desde el punto de partida, y t representa el tiempo en
minutos. La primera línea de la tabla representa la distancia cero y el tiempo
cero –el coche aún no ha partido-. Al minuto de su partida ha recorrido 400 metros . Después de
dos minutos, va más lejos –noten que ha alcanzado mayor distancia en el segundo
minuto-, ha acelerado; pero algo sucedió entre 3 y 4 y más aún cerca de los 5
-¿tal vez se detuvo en un semáforo?-. Luego su velocidad aumentó otra vez y
recorre 4300 metros
en ocho minutos, 6000
metros al término de siete minutos, y 7850 metros en ocho
minutos; a los nueve minutos ha avanzado solamente 8000 metros , debido a que
en el último minuto fue detenido por un policía.
Esta es una manera de describir el movimiento.
Otra manera es por medio de un gráfico. Si anotamos el tiempo horizontalmente y
la distancia verticalmente obtenemos una curva parecida a la indicada en la
figura No 1. Cuando el tiempo aumenta, la distancia aumenta, al comienzo muy
lentamente y después más rápido y otra vez muy lentamente por un pequeño lapso
a los cuatro minutos; entonces parece haber detenido su aumento. Estas
observaciones pueden hacerse del gráfico, sin una tabla. Evidentemente, para
una descripción completa uno tendría que saber también dónde está el auto en
las marceas de medio minuto, pero suponemos que el gráfico significa algo, que
el auto tiene alguna posición en todos los instantes intermedios.
El movimiento de un auto es complicado. Como otro
ejemplo, usaremos algo que se mueve de una manera más simple, que siga las
leyes más simples: una pelota que está cayendo. La tabla No. 2 da el tiempo en
segundos y la distancia en metros para un cuerpo que cae. A cero segundos la
pelota parte desde cero metros, y al final de un segundo ha caído cinco metros.
Al final de dos segundos ha caído 20
metros, al final de tres segundos 45 metros , y así
sucesivamente; si se gráfica los números tabulados obtenemos la bella curva
parabólica indicada en la figura No. 2
La fórmula para esta curva puede ser escrita en
la forma
s = 5t2
Esta fórmula nos permite calcular la distancia en
cualquier instante. Pueden decir que también debe haber una fórmula para el
primer gráfico. Realmente, uno puede escribir tal fórmula abstracta
s = f (t),
lo cual significa que s es alguna cantidad que
depende de t o, en términos matemáticos, s es una función de t. Ya que nosotros
no conocemos cuál es la función, no hay manera de escribirla en forma
algebraica definida.
Acabamos de ver dos ejemplos, de movimiento,
adecuadamente descritos con ideas muy simples, sin sutilezas. Sin embargo, hay
sutilezas –y varias-. En primer lugar, ¿qué entendemos por tiempo y espacio?.
Resulta que estos profundos problemas filosóficos tienen que ser analizados muy
cuidadosamente en la física, y eso no es tan fácil de hacer. La teoría de la
relatividad demuestra que nuestras ideas de espacio y tiempo no son tan simples
como uno pueda pensar a primera vista. Sin embargo, para lo que nos interesa,
para la exactitud que necesitamos al principio, no necesitamos ser muy
cuidadosos en definir exactamente de las cosas. Tal vez digan: “Esto es una
cosa terrible: yo aprendí que en la ciencia tenemos que definir cada cosa en forma precisa”. ¡No podemos
definir ninguna cosa en forma
precisa! Si lo intentamos, caemos dentro
de esa parálisis del pensamiento que le ocurre a los filósofos, quienes
se sientan frente a frente, uno diciendo al otros: “!Usted no sabe de lo que
está hablando!”. El segundo le dice: “¿Qué entiende usted por saber? ¿Qué
entiende por hablar? ¿Qué entiende por usted?”, y así sucesivamente. A fin de
poder conversar en forma constructiva tenemos que convenir precisamente que
estamos conversando aproximadamente de la misma cosa. Ustedes saben tanto
acerca del tiempo como necesitamos por ahora, pero recuerden que hay algunas
sutilezas que tienen que ser discutidas. ….
