Mecánica

Mecánica
4.7 (93.33%) 9 votes

La mecánica es la rama de la física que estudia y analiza el movimiento y reposo de los cuerpos, y su evolución en el tiempo, bajo la acción de fuerzas.
La mecánica es una ciencia perteneciente a la física, ya que los fenómenos que estudia son físicos, por ello está relacionada con las matemáticas. Sin embargo, también se puede relacionarse con la ingeniería. La mecánica es la base para  la ingeniería clásica pero no tiene un carácter tan empírico. Por su rigor y razonamiento deductivo, se parece más a las matemáticas.
Mecánica

EXPERIMENTOS DE MECÁNICA

En este experimento, realizado en el Museo de Ciencias de Alcobendas, vamos a ver cómo se produce la elevación del ala de un avión siguiendo el principio de Bernoulli.
EXPERIMENTO POLEAS
En este experimento, con un conjunto de poleas podemos aprender sobre distribuciones de fuerzas y las leyes de Newton, aplicándolas sobre el funcionamiento de las poleas y cuál es su correcto funcionamiento para que reduzcan el peso.
Este experimento está grabado en el Museo de Ciencias de Alcobendas. En él puedes experimentar la sobrepresión producida por el efecto Venturi al ensanchar la sección de conducto del aire.

ESTRUCTURA DEL ESTUDIO DE LA FÍSICA MECÁNICA

El estudio de las fuerzas y movimientos de los cuerpos, se rige por diferentes leyes y principios según el ámbito en que nos movamos.

MECÁNICA CLÁSICA

La mecánica clásica se basa en el estudio del movimiento y fuerzas sobre los cuerpos en sistemas inerciales. Está formada por áreas de estudio que van desde la mecánica del sólido rígido (sólidos no deformables) y  mecánica de medios continuos (como serían los gases y líquidos).

La base de la mecánica clásica son las Leyes de Newton, por eso se le conoce como Mecánica newtoniana. Se divide en: cinemática, estudio del movimiento sin estudiar las causas que lo originan; la estática, se encarga del equilibrio entre fuerzas y la dinámica que es el estudio del movimiento atendiendo a sus orígenes, las fuerzas.

Dentro de la mecánica de medios continuos distinguiríamos la mecánica de fluídos,  que comprende un conjunto de teorías parciales como la hidráulica, la hidrostática  y la hidrodinámica.

MECÁNICA RELATIVISTA

La mecánica relativista o teoría de la relatividad desarrollada por Einstein comprende:

  • La Teoría de la relatividad especial Surge de la observación de que la velocidad de la luz en el vacío es igual en todos los sistemas de referencia inerciales. Esto quiere decir que una nave viajando a velocidad de la luz vería moviéndose la luz vería la luz de los faros delanteros moverse a la misma velocidad que un observador en la tierra. La Teoría de la relatividad especial establece ecuaciones que permiten pasar de un sistema de referencia inercial a otro. Las ecuaciones de esta teoría correspondientes conducen a fenómenos que chocan con el sentido común, como son la contracción espacial, la dilatación del tiempo, un límite universal a la velocidad, la equivalencia entre masa y energía o la relatividad de la simultaneidad entre otros, siendo la fórmula E=mc2 o la paradoja de los gemelos dos de los ejemplos más conocidos.
  • La Teoría general de la relatividad, que generaliza la anterior describiendo el movimiento en espacios-tiempo curvados, además de englobar una teoría relativista de la gravitación que generaliza la teoría de la gravitación de Newton. La gravedad ya no sería una aceleración sino una curvatura del espacio-tiempo.

La mecánica relativista es mucho más similar a la mecánica clásica desde un punto de vista formal que por ejemplo la mecánica cuántica. En velocidades y en el entorno inercial de la Tierra la mecánica relativista y la clásica dan resultados prácticamente iguales.

MECÁNICA CUÁNTICA

La mecánica cuántica es la que trata de la física a nivel atómico y es donde se introducen conceptos como la incertidumbre, desconocidos en la física clásica. Se conoce a Max Planck como creador de la mecánica cuántica. El nombre de cuántica, viene de “cuantos”. Se refiere a la forma en la que la energía es absorbida o emitida. La energía se emite o se absorbe en forma de cuantos, no se emite o absorbe de forma continua. Ver más sobre mecánica cuántica.

SISTEMAS INERCIALES

En un sistema inercial, punto de referencia de las medidas, va a estar en un punto quieto, o en movimiento rectilíneo uniforme. Desde este observador, en el sistema inercial,  cumplen las leyes de Newton. Los movimientos relativos en la Tierra, desde un observador fijo, van a estar dentro de un sistema inercial.

SISTEMAS NO INERCIALES

Un sistema no inercial es un sistema donde no se cumplen las leyes de Newton. Por ejemplo un cuerpo moviéndose con aceleración no va a ser un sistema inercial. Van a ser necesarias fuerzas ficticias para la resolución de estos problemas.

CONOCER MÁS SOBRE LA FÍSICA NEWTONIANA