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Sir Isaac Newton

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by

Manuela Hoyos

on 12 March 2014

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Transcript of Sir Isaac Newton

Sir Isaac Newton
Padre de la ciencia experimental

Según él, un cuerpo que se mueve por un plano horizontal, continuará moviéndose en la misma dirección con velocidad constante salvo que sea perturbado. En ausencia de fuerzas, la tendencia de los cuerpos es moverse con velocidad constante en línea recta. Este es el concepto primitivo de inercia, que Newton plantearía en su primera ley.
Galileo Galilei
Inició la revolución científica que 150 años más tarde culminaría con Newton.

En 1530 publicó su manuscrito De revolutionibus orbium coelestium, donde resucitaba las antiguas ideas heliocéntricas del universo.
Nicolás Copérnico
René Descartes
Las leyes de Kepler (basadas en las observaciones de Brahe) sirvieron como punto de partida a Newton, quien les dio una formulación matemática, explicando así el por qué de los movimientos descritos empíricamente por Kepler.
Tycho Brahe y Johannes Kepler
Newton estudió la geometría cartesiana.

Criticó su teoría del movimiento y su concepto de luz.
Los hombros de gigantes
"Si he visto más lejos que otros es por auparme sobre hombros de gigantes"
Biografía de Isaac Newton
Imagen tomada de visiondegiovanny.blogspot.com
Imagen tomada de www.biografiasyvidas.com
1665-1666
1687
1727
1696
1661
1643
Regreso a casa
A causa de la peste que azotó la Universidad, Newton se vio obligado a regresar a su hogar. Durante este tiempo, parece haber dado forma a sus más importantes trabajos sobre matemáticas y mecánica, y sería en estos años donde dejaría las bases de lo que más tarde se convertiría en los Principia.

Cuenta la leyenda que al ver una manzana caer mientras estudiaba afuera de su casa, se le vino a la mente la idea de la gravitación universal.
Philosophiæ naturalis principia mathematica
El 5 de julio de 1987, después de una larga insistencia de Edmund Halley, se publica la primera edición de la que es considerada la obra científica más grande de todos los tiempos.

Esta consta de una introducción y tres libros.
Newton político
En los últimos 30 años de su vida, pasaría de ser el investigador recluido y solitario, a ser una figura pública con un enorme poder.

Ese año se le encargó la custodia de la Casa de la Moneda y en 1700 ascendió al cargo de master (director o presidente).

En 1701 renunció a su cátedra de Cambridge.

El 30 de noviembre de 1703 fue elegido presidente de la Royal Society, reemplazando así a su rival Hooke.

En 1705 recibió el título de Sir de manos de la Reina Ana.
La muerte del genio
El 20 de marzo de ese año, a causa de una larga y penosa enfermedad renal, falleció el gran Isaac Newton. Fue enterrado en la Abadía de Westminster junto a los insignes varones de Inglaterra.
Nacimiento e infancia
Nació el 25 de diciembre de 1642 del calendario juliano, correspondiente al 4 de enero de 1943 en el calendario gregoriano en Woolsthorpe, Lincolnshire, Inglaterra.

A los tres años fue enviado a vivir con su abuela y asistió a la escuela del lugar, donde aprendió a leer y escribir.

En marzo o abril de 1655 fue enviado a la Free Grammar School of King Edward VI de Grantham, cerca a Woolsthorpe. Bajo el magisterio de Henry Stokes aprendió latín, griego y leyó los clásicos y la Biblia.
Estudiante de Cambridge
El 5 de junio de 1661 cruza por primera vez la gran puerta del Trinitry College en Cambridge. Su situación de ingreso es de "subsizar".

En 1664 fue elegido como escolar residente y en la primavera de 1665 obtuvo el grado de bachiller en Artes

Desde la primavera de 1664 hasta el otoño-invierno de 1666 estudia la ecuación de la curva uniendo la geometría de Descartes con el cálculo infinitesimal de Wallis. También descubre su método de fluxiones y los teoremas que le dan pie a dicho cálculo.
Imagen tomada de astrojem.com
Imagen tomada de www.paultownend.com
Imagen tomada de www.iesdionisioaguado.org
Imagen tomada de http://universocuantico.wordpress.com
Imagen tomada de www.hps.cam.ac.uk
Imagen tomada de www.taringa.net
Imagen tomada de es.wikipedia.org
"Millones vieron la manzana caer, pero Newton se pregunto por qué"
Bernard Baruch
"La naturaleza y sus leyes yacían ocultas en la noche. Dios dijo "Sea Newton" y todo fue luz"
Alexander Pope

ESCUELA DE CIENCIAS Y HUMANIDADES
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS


INTRODUCCIÓN A LA FÍSICA

DOCENTE: DANIEL VELÁSQUEZ PRIETO


"ESTABLECIMIENTO DE LA FÍSICA Y LA TECNOLOGÍA A PARTIR DE NEWTON"


POR: MANUELA HOYOS RESTREPO
ALEJANDRA ARANGO RESTREPO
SUSANA VELÁSQUEZ RIVERA


MEDELLÍN
MARZO 12 DE 2014
Contenido
1. Biografía

2. Los gigantes de Newton
2.1 René Descartes
2.2 Nicolás Copérnico
2.3 Tycho Brahe y Johannes Kepler
2.4 Galileo Galilei

3. Nacimiento y desarrollo del cálculo

4. Trabajos sobre la naturaleza de la luz

5. Principios matemáticos de la filosofía natural
5.1 Reglas del pensamiento en filosofía
5.2 Leyes del movimiento
5.2.1 Primera ley: inercia
5.2.2 Segunda ley: fuerza y aceleración
5.2.3 Tercera ley: acción y reacción
5.3 Concepto de masa
5.3.1 Definición operacional de masa
5.4 Espacio, tiempo y movimiento
5.5 Gravitación universal (contribución newtoniana)

6. Críticas a la concepción newtoniana

7. Resumen
1. No debemos admitir más causas naturales que aquellas que son verdaderas y suficientes para explicar sus apariencias.

2. Por tanto, a los mismos efectos naturales hemos de asignarles, en la medida de lo posible, las mismas causas.

3. Las cualidades de los cuerpos que no admiten ni aumento ni disminución de grados y que vemos que pertenecen a todos los cuerpos, que caen bajo el alcance de nuestros experimentos, han de ser tenidas por cualidades universales, de todos los cuerpos cualesquiera que sean.

4. En la filosofía experimental las proposiciones sacadas por inducción de los fenómenos, deben ser miradas, a pesar de hipótesis contrarias, como exactas y aproximadamente verdaderas hasta que algunos otros fenómenos la confirmen enteramente o vean que están sujetas a excepciones.
Imagen tomada de gtobe.com
Reglas del pensamiento en filosofía
Philosophiæ naturalis principia mathematica
Imagen tomada de www.flickr.com
Imagen tomada de www.milestone-books.de
Ubicado en el Museum Boerhaave
Imagen tomada de www.everystockphoto.com
Imagen tomada de movidasbizarronicointergalacticas.blogspot.com
Leyes del movimiento
LEY PRIMERA

Todo cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser en tanto que sea obligado por fuerzas impresas a cambiar su estado.

LEY II

El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime.

LEY III

Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria: o sea, las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentidos opuestos.

Imagen tomada de gtobe.com
“El movimiento absoluto es el desplazamiento de un cuerpo de un lugar absoluto a otro, y el movimiento relativo es l traslado de un lugar relativo a otro.[…]
Las causas por las cuales se distinguen entre sí los movimientos verdaderos y los relativos, son las fuerzas que se imprimen a los cuerpos para generar el movimiento”

Movimiento

“El tiempo absoluto, verdadero y matemático, sin relación a algo exterior, discurre uniformemente y se llama duración. El tiempo relativo, aparente y vulgar, es esa medida sensible y externa de una parte de duración cualquiera (igual o desigual), tomada del movimiento”

Tiempo

http://matrix.fis.ucm.es/phystorm/problemas/103-problemascambiarfisicacat/127-newton

Criticas a la concepción newtoniana

“No defino el tiempo, el espacio, el lugar ni el movimiento, porque son bien conocidos de todos. Solo debo señalar que el hombre común no concibe estas magnitudes bajo ninguna otra noción que no sea la relación que mantiene con los objetos sensibles. Y de ello surgen ciertos prejuicios, para cuya eliminación será conveniente hacer la distinción entre lo absoluto y lo relativo, lo verdadero y lo aparente, lo matemático y lo común” (Principia)

Espacio-Tiempo-Movimiento

http://static.naukas.com/media/2013/06/Robert-Hooke.jpg

Robert Hooke

“A hombros de Gigantes”

http://3.bp.blogspot.com

Newton no descubrió la gravitación en el sentido de haber producido la idea, lo hizo en el sentido de haber sido el primero en matematizarla haciendo posible someterla al control experimental y observacional.


Gravitación universal

http://www1.eafit.edu.co/astrocol/circulares/circular323.html

“El espacio absoluto, en su propia naturaleza, sin relación con nada externo, permanece siempre igual el inmóvil. El espacio relativo s alguna dimensión o medida móvil del espacio absoluto, que nuestros sentidos determinan por su posición en relación con los cuerpos, y que es comúnmente considerado espacio inmóvil.”

Espacio

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ernst-Mach-1900.jpg

En cuanto a la definición de masa (definición I, Aptdo. 1.4), Newton la refiere a la densidad (d) y volumen (V ) que integran un cuerpo (M = dV )

“La cantidad de materia es la medida de la misma originada de su densidad y volumen conjuntamente”

Mach propone un procedimiento dinámico para la medida de masas, que no implica el concepto de peso.
Propone tomar la ley de acción-reacción como fundamento de una definición operacional (m₂a₂ = -m₁a₁):

“En nuestro concepto de masa ninguna teoría está involucrada […] todo lo que contiene es el establecimiento exacto, la designación y denominación de un hecho”
(Mach, 1074)


Definición operacional de Masa

http://moscasacanonazos.blogspot.com/2010/11/fisica-ilustrativa-unpopular-science.html

La antigua oposición metafísica entre materia y espíritu es el prototipo de la antítesis entre masa y fuerza.

“La inercia, según Kepler, no es solo la incapacidad de la materia de pasar de lugar a lugar: tiene, por así decir, también un aspecto activo, por el cual resiste al movimiento impartido desde el exterior, o sea, una resistencia o ´repugnancia` directamente proporcional a la cantidad de materia” Jammer(1970)

Para Newton la masa era la portadora de la vis inertiae (la fuerza de inercia), y la cantidad de materia era proporcional a ella.

CONCEPTO DE MASA

Teoría corpuscular de Newton Vs Teoría ondulatoria de Huygens

http://eltamiz.com/images/2013/06/huygens-newton.jpg

Newton frente a Huygens

http://assets3.learni.st/learning_preview/703392/image/large_image.jpg

http://www.biografiasyvidas.com/biografia/b/fotos/berkeley.jpg


La concepción de Newton acerca del espacio, tiempo y movimiento fue fuertemente objetada por tres grandes contemporáneos, Leibniz, Huygens y Berkeley, y finales del siglo XIX por Mach.
Las críticas a las ideas newtonianas tomaron una base firme en 1905 con las propuestas de Einstein.

Criticas a los absolutos newtonianos:
Teoría ondulatoria

 La luz está compuesta por diminutas partículas materiales emitidas a gran velocidad en línea recta por cuerpos luminosos. La dirección de propagación de estas partículas recibe el nombre de rayo luminoso.


Teoría corpuscular

La óptica la parte de la física que estudia la luz y los fenómenos relacionados con ella, y su estudio comienza cuando el hombre intenta explicarse el fenómeno de la visión.

Trabajos sobre la naturaleza de la luz

La luz se propaga mediante ondas mecánicas emitidas por un foco luminoso. propagarse necesitaba un medio material de gran elasticidad, impalpable que todo lo llena, incluyendo el vacío, puesto que la luz también se propaga en él. A este medio se le llamó éter
La primera parte de la obra se refiere justamente a la reducción de «términos complicados» mediante división y extracción de raíces con el fin de obtener sucesiones infinitas.

Nacimiento y desarrollo del cálculo

 Este es un párrafo del argumento de Berkeley:

 "Y  ¿Qué son las fluxiones? Las velocidades de incrementos evanescentes. Y  ¿Qué son estos mismos incrementos evanescentes? Ellos no son ni cantidades finitas, ni cantidades infinitamente pequeñas, ni nada.  ¿No las podríamos llamar fantasmas de cantidades que han desaparecido?"

 La serie del binomio y el cálculo de fluxiones.

Los historiadores de la ciencia consideran Newton y Leibniz desarrollaron el cálculo independientemente, si bien la notación de Leibniz era mejor y la formulación de Newton se aplicaba mejor a problemas prácticos.

Newton abordó el desarrollo del cálculo a partir de la geometría analítica desarrollando un enfoque geométrico y analítico de las derivadas matemáticas aplicadas sobre curvas definidas a través de ecuaciones.

En sus comienzos el cálculo fue desarrollado para estudiar cuatro problemas científicos y matemáticos:

Encontrar la tangente a una curva en un punto.

Encontrar el valor máximo o mínimo de una cantidad.

Encontrar la longitud de una curva, el área de una región y el volumen de un sólido.

Dada una fórmula de la distancia recorrida por un cuerpo en cualquier tiempo conocido, encontrar la velocidad y la aceleración del cuerpo en cualquier instante. Recíprocamente, dada una fórmula en la que se especifique la aceleración o la velocidad en cualquier instante, encontrar la distancia recorrida por el cuerpo en un período de tiempo conocido.

Imagen tomada de http://www.bing.com/images/search?q=rene+descartes&FORM=HDRSC2#view=detail&id=9590F5B05EECB8BF572E2519EEB4D977C6FEE5F1&selectedIndex=3

Imagen tomada de hugojarag.blogspot.com
Imagen tomada de en.wikipedia.org
Imagen tomada de www.brighthub.com
Imagen tomada de my.vanderbilt.edu
Fuentes de información

Cibergrafía

http://toma-nota.blogspot.com/2006/08/la-ley-de-inercia-1638.html
es.wikipedia.org/wiki/Isaac_Newton
http:/universocuantico.wordpress.com/2009/07/09/tumbas-de-grandes-fisicos/
http://historiadelaciencia-mnieto.uniandes.edu.co/pdf/ISAACNEWTON.pdf
http://www.larejaenelaire.com/docs/fonteras/ciencia%20experimental.pdf
Bibliografía

Newton, I. (1987)
Philosophie naturalis principia mathematica.
Madrid: Alianza Editorial.
Sánchez-Ron, J.M. (2009)
El jardín de Newton.
Barcelona: Editorial crítica.


Aquí descansa
Sir ISAAC NEWTON, Caballero
que con fuerza mental casi divina
demostró el primero,
con su resplandeciente matemática,
los movimientos y figuras de los planetas,
los senderos de los cometas y el flujo y reflujo del Océano.
Investigó cuidadosamente
las diferentes refrangibilidades de los rayos de luz
y las propiedades de los colores originados por aquellos.
Intérprete, laborioso, sagaz y fiel
de la Naturaleza, Antigüedad, y de la Santa Escritura
defendió en su Filosofía la Majestad del Todopoderoso
y manifestó en su conducta la sencillez del Evangelio.
Dad las gracias, mortales,
al que ha existido así, y tan grandemente como adorno de la raza humana.
Nació el 25 de diciembre de 1642; falleció el 20 de marzo de 1727.

Epitafio de su tumba
http://mm.queaprendemoshoy.com/wp-content/uploads/2013/05/6634437-fuerza-aplicadfma-90x65.jpg

http://es.wikipedia.org/wiki/Leonhard_Euler

En su obra Mecánica constituye la transición lógica entre la concepción Newtoniana basada en el concepto de la vis inertiae y la concepción que considera la masa como un coeficiente numérico característico de los cuerpos físicos.

Leonhard Euler

http://rayastro.files.wordpress.com/2011/06/einstein.jpg

Masa gravitacional

Masa inercial
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