¿Qué es la Mecánica?

¿Qué es la Mecánica?

Algunos la consideran como una rama de la física, otros afirman que ya ha adquirido un carácter único que le permite ser catalogada como una ciencia que mantiene una estrecha relación con la física.

Sea como sea, la mecánica es una disciplina muy importante pues todos los objetos que usamos actualmente, tienen un antecedente mecánico, el cual fue sustituido por microprocesadores entre otras tecnologías. Más adelante, te mostraré todos los aspectos de esta gran ciencia y cómo ha crecido para abarcar un campo de estudio tan amplio.

Definición de la Mecánica

La mecánica, es una ciencia que se relaciona con el estudio del movimiento, no de una persona como tal, sino de los objetos o sistemas, cuando son sometidos a fuerzas externas físicas. El nombre de mecánica deriva del latín mechanica, lo que se traduce como, esa capacidad de poder construir una máquina.

Cuando mencioné sistemas, es por el hecho de que la mecánica, antes era exclusiva para objetos sólidos, sin embargo, a medida que evolucionó la física ella también lo hizo, actualmente trabaja con objetos, sistemas físicos y cuánticos.

Además, de estudiar el movimiento, la mecánica también estudia la evolución de los objetos y sistemas a través del tiempo, cuando son sometidos a estas fuerzas y se están moviendo, como una manera de determinar características importantes, como comportamiento, durabilidad, transformación, capacidad, entre otros.

Finalmente, queda acotar que es una ciencia que trabaja con otras disciplinas, además de la física, para lograr su cometido. Entre estas, las matemáticas, ingenierías, biomecánica y demás.

Ramas de la mecánica

La mecánica a pesar de ser considerada una rama, ha podido diferenciarse en unas ramas adicionales, lo que le permite poder abarcar tan amplio campo y profundizar con justicia cada tema. Las ramas de la mecánica son:

Mecánica Clásica

Fue la mecánica inicial, la cual se encarga de estudiar los objetos tangentes de gran proporción, su movimiento, funcionamiento y evolución, bien sea cuando el objeto está en pleno movimiento o cuando está en reposo.

Esta rama a su vez se divide en dos ramas auxiliares, conocidas como la mecánica newtoniana y la analítica. La primera relacionada con las leyes postuladas sobre masa y aceleración de este insigne científico inglés Isacc Newton, por otra parte la analítica, es la parte matemática para el análisis de estos fenómenos.

La mecánica clásica se fundamenta en tres premisas, las cuales son el tiempo total, el universo determinado y la espontaneidad de la naturaleza para realizar la acción.

Mecánica de Medios Continuo

Esta rama nace para poder estudiar los objetos solidos y fluidos, en el campo de la mecánica. Se conoce como fluido a las líquidos y a los gases, por ende, el objeto de estudio de esta rama son los sólidos que son rígidos, que pueden presentar deformación, líquidos y gases.

Se designa como medio continuo porque se fundamenta en un modelo matemático, en el que se incluye cualquier material que cumpla con los requisitos necesarios para ingresar en este modelo.

En términos más simples, es aquel material formado por un conjunto de partículas las cuales van a ser estudiadas a través de análisis netamente macroscópicos, sin interés de ingresar en lo micro.

Mecánica Estadística

Esta rama utiliza la teoría de la probabilidad para poder inferir como será el movimiento de un objeto dado. En este campo, al igual que en el anterior se trabaja solamente con sistemas físicos u objetos a nivel macroscópicos.

Los sistemas macroscópicos, se definen como esas agrupaciones de partículas, cuyo número se acerca al famoso número de Avogadro. Entonces, por la evaluación de conocimientos previos acerca de la interacción de los elementos que lo constituyen se establecen hipótesis relacionadas con lo que podría ser la forma de moverse o como va a evolucionar a través del tiempo.

En pocas palabras, es la aplicación de los teoremas de la estadística, dentro del campo de la mecánica.

Mecánica Relativista

Es una rama que nace a partir de la Teoría de la Relatividad propuesta por el gran Albert Einstein, la cual se aplica para los astros, cuerpos celestes, entre otros elementos que superen la velocidad de la luz.

Al ser mecánica, se va ha enfocar en el movimiento de todos estos, los cuales son elementos que no podemos ver, pues se encuentran después de la estratosfera.

 Esta teoría nace a partir de qué se dieron cuenta que estos cuerpos no se mueven a la misma velocidad que los que están en la Tierra por la falta de gravedad.

Esta teoría a permitido comprobar el movimiento y las velocidades de los componentes principales del sistema solar, el sol, los planetas y las lunas.

Mecánica Cuántica

Se fundamenta igualmente en la Teoría Cuántica de Campos, en contraposición a la relativista, este no se encarga de cuerpos de gran calada sino de los que se encuentran a nivel muy microscópico, como lo son las partículas atómicas y las subatómicas.

Pues al igual que el anterior, recientemente se fijaron que las Leyes propuestas por Newton, no eran tampoco aplicables a los átomos, por lo que nació esta vertiente para poder entender como se mueven y como actúan cuando son inducidos.

Como son elementos que no son visibles, se basan en ecuaciones y cálculos matemáticos, la mecánica cuántica aún sigue siendo probabilística, es decir, que se predice.

Mecánica Cuántica-Relativista

Es la fusión entre la mecánica cuántica y la mecánica relativista, en este caso se enfoca en unir ambos principios para determinar aspectos relacionados con el espacio y el tiempo de actuación de las partículas.

El número de partículas están representadas a través de los llamados campos cuánticos, los cuales van a determinar la cantidad de estados cuánticos de las partículas en un intervalo de tiempo, así como también el número de partículas que se agrupan en un espacio determinado.

A pesar de tener un dote relativista, la realidad es que no se concentra en los cuerpos celestes y astros, sino más bien en la relación que existe con las partículas atómicas y subatómicas, como una manera de poder comprobar todos los postulados realizados por la teoría cuántica.

Como se pudo observar, la mecánica es una ciencia muy especializada capaz de determinar características que no son visibles a simple vista, sino que por la inferencia y los conocimientos de otras ramas, determinar movimientos, comportamientos y evoluciones.

Historia de la Mecánica

Tratar de encontrar un origen exacto de esta disciplina resulta muy complicado, pues cuando el hombre comenzó a ser consciente del aspecto de estudio y a reflejar todos sus descubrimientos en un papel, ya la mecánica estaba presente y evolucionada.

Sin embargo, se puede inferir que los inicios de esta ciencia se encuentran, cuando el hombre comenzó de manera rudimentaria a crear armas para poder cazar y defenderse de los agresores.

También, cuando comenzó a trabajar posteriormente con metales, para la creación de elementos que facilitaran la realización de sus actividades diarias, incluso quizás en este momento antiguo de la historia se crearon poleas para la construcción, recolección de agua, entre otros.

La mejor representación de las fuerzas mecánicas implementadas por el hombre, fue para la construcción de monumentos y maravillas a nivel mundial, las pirámides de Egipto, Stonehenge en la Edad de Bronce, entre otros.

La Mecánica como ciencia, aparece es gracias a la intervención de Arquímedes, en el período llamado Helenístico, con la creación de las conocidas Leyes de las Palancas, que sentaron las bases de esta disciplina e incluso incentivaron al mundo, a dedicarse al estudio de estos fenómenos.

Además, se le alude a este padre de la mecánica, las bases de la dinámica y el ser creador de la hidrostática. Luego, vinieron aportes significativos de científicos como Euler, Galileo Galilei, Tarta Glía, Isacc Newton, Einstein, por nombrar algunos.

Galileo Galilei comenzó con tratar de dilucidar el fenómeno de velocidad de un punto a otro, el cual fue perfeccionado posteriormente por Newton y sus leyes de movimiento, aceleración y distancia, aunque dijo que estaba presente para todos los objetos.

Años después, Einstein formuló la Teoría de la Relatividad y luego vino la Teoría cuántica, para sistemas y objetos que son la excepción a las Leyes de Newton. Esto  dió nacimiento, a las diferentes ramas de la Mecánica y a un Universo completo para el estudio de éste.

Importancia de la Mecánica

La mecánica a lo largo de la historia ha sido una ciencia fundamental, pues a permitido simplificar muchos aspectos de la cotidianidad. Esto porque, todos los vehículos, maquinarias, industrias, empresas, computadores, trabajan o trabajaron alguna vez con principios mecánicos.

Además, el hecho de que ha tomado un grado de importancia a tal punto de ser considerada por muchos hoy en día, como una ciencia, porque cada vez que se descubre un aspecto de éste, se apertura un universo de cosas por conocer.

Aún nos falta mucho por avanzar en materia, lo importante es conocer la importancia que ha tenido en la historia y actualmente, pues incluso es una disciplina que puede ser estudiada de manera exclusiva o en conjunto con una ingeniería.

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