Descubrimiento y Evolución del Concepto de Inercia: De Aristóteles a Newton

La Inercia: Un Concepto en Evolución

La inercia es la propiedad que tienen los cuerpos de permanecer en su estado de reposo relativo o movimiento relativo. Dicho de forma general, es la resistencia que opone la materia a modificar su estado de movimiento, incluyendo cambios en la velocidad o en la dirección del movimiento. Como consecuencia, un cuerpo conserva su estado de reposo relativo o movimiento rectilíneo uniforme relativo, si no hay una fuerza que, actuando sobre él, logre cambiar su estado de movimiento.

Aristóteles y la Concepción del Reposo

El filósofo griego Aristóteles propuso que el estado natural de las cosas era el reposo. Según su visión, una caja no podía ser desplazada a menos que fuese empujada, por ejemplo, por una carreta de caballos. De esto, dedujo que a mayor peso de un objeto, mayor velocidad adquiriría al caer.

Galileo Galilei y la Experimentación con Planos Inclinados

Galileo Galilei, erudito y profesor universitario, estudió matemáticas de forma autodidacta. Aunque inicialmente se adhirió a las ideas aristotélicas, más tarde las cuestionó, lo que le llevó a enfrentamientos con sus colegas y a su despido de la universidad.

Tras perfeccionar el telescopio, Galileo se dedicó a estudiar la caída de los cuerpos. Realizó un experimento con planos inclinados y una pelota, demostrando que las ideas de Aristóteles eran erróneas. Observó que una pelota, al dejarla caer desde un plano inclinado a otro de la misma altura, recuperaba su posición inicial. Si el segundo plano era menos inclinado y más largo, la pelota rodaba hasta alcanzar la misma altura inicial. Concluyó que, si el segundo plano era totalmente horizontal, la pelota no dejaría de rodar nunca.

Galileo y el Movimiento Rotatorio de la Tierra

Con sus experimentos, Galileo explicó el movimiento rotatorio de la Tierra. Argumentó que los objetos se mantienen en movimiento junto con la superficie del planeta, refutando la idea aristotélica de que los cuerpos tienden al reposo. Estas ideas le causaron controversia con la Iglesia, ya que contradecían la creencia de que la Tierra era el centro del universo.

René Descartes y la Reformulación de la Inercia

René Descartes reorganizó y perfeccionó las ideas sobre la inercia. Estableció que los objetos no tienden al reposo, sino que continúan en su estado de movimiento o reposo hasta que algo interfiere. Además, afirmó que el movimiento y el reposo absolutos no existen, sino que dependen de la velocidad relativa entre los objetos.

El Experimento del Mástil del Barco

Galileo propuso un experimento para corroborar su ley de la inercia y la caída de los cuerpos. Planteó que una pelota lanzada desde lo alto del mástil de un barco en movimiento caería verticalmente hasta la base del mástil, y no hacia atrás, como predecían los aristotélicos. Esto se debe a que la pelota y el barco comparten la misma velocidad horizontal. Si la pelota se lanzara desde un punto fijo fuera del barco, sí caería hacia atrás con respecto al barco en movimiento.

Las Leyes de Newton

Las leyes de Newton se basan en la relación fundamental: Fuerza = Masa x Aceleración. La fuerza es el agente capaz de modificar la cantidad de movimiento; la masa es la cantidad de materia de un cuerpo; y la aceleración es el cambio de velocidad en una determinada trayectoria.

Isaac Newton heredó los conocimientos de Galileo y, gracias a ellos, formuló las leyes del movimiento, conocidas como las Leyes de Newton.

Primera Ley de Newton (Ley de la Inercia)

"Todo cuerpo continúa en su estado de reposo o de movimiento uniforme y rectilíneo a menos que sea incitado a cambiar dicho estado por fuerzas ejercidas sobre él".

Segunda Ley de Newton (Ley de la Fuerza)

"El cambio del movimiento es proporcional a la fuerza aplicada, se hace en la dirección de la recta en la que se aplica dicha fuerza". Esta ley también se conoce como la ley de la fuerza.

Tercera Ley de Newton (Principio de Acción-Reacción)

"A cada acción se opone siempre una reacción igual, o sea las acciones mutuas entre dos cuerpos son siempre iguales y dirigidas en sentidos contrarios".

Un ejemplo de esto se observa en el billar: al golpear una bola con otra, la primera se frena mientras que la segunda se acelera debido a la fuerza que se imprimen mutuamente.

Impacto de las Leyes de Newton

Las leyes de Newton no cambiaron el funcionamiento del mundo, pero sí transformaron la forma de entenderlo. A partir de estas leyes, Newton dedujo el movimiento de los planetas, los cometas y las mareas.

Principio de la Conservación de la Cantidad de Movimiento y Energía

La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma de una forma a otra. La cantidad total de energía en un sistema aislado permanece constante.