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La mecÁnica - sus orÍgenes




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SUS ORÍGENES


Los antepasados del hombre, al construir sus instrumentos, iniciaron el desarrollo de la mecánica.


Las primeras ideas claras sobre el universo mecánico en que vivimos fueron dadas por los filósofos griegos. Uno de los más brillantes fue Pitágoras de Samos, quien vivió en Crotona en el sur de Italia y fundó la Escuela Pitagórica. El más brillante representante de esta escuela fue Filolao de Crotona quien nació en 480 a.C. un siglo después de su maestro.


Para Filolao y Pitágoras la Tierra era esférica, no constituía el centro del Universo, y observaron que el Sol, la Luna y los planetas no comparten el movimiento uniforme de las estrellas, sino que cada uno tenía su camino propio.


Otro gran filósofo fue Demócrito, nacido en 470 a.C., que desarrolló la teoría atómica de la materia. Para él toda la materia consistía de pequeñas partículas a las que llamó 'átomos' que quiere decir 'indivisible'. Los átomos eran eternos e indestructibles y existían diversos tipos de átomos que explicaban las diferencias existentes entre diversas sustancias. Además de los átomos sólo existía el vacío.




Los escritos de Demócrito no han sobrevivido y sus ideas se conocen por referencias de otros filósofos, algunas de ellas hechas en son de burla, como Sócrates y Platón que las consideraban absurdas y otras de la Escuela de Epicuro que las admiraban. Las ideas de Demócrito fueron totalmente intuitivas ya ellas se opusieron otras igualmente intuitivas de otros filósofos como Sócrates y Platón que para desgracia de la ciencia tuvieron durante muchos siglos más influencia en el mundo.


Epicuro nació en la isla de Samos en 342 a.C. y fundó su escuela en Atenas. Adoptó la teoría atómica de Demócrito para explicar el comportamiento mecánico del Universo que estaba formado por átomos y vacío. Para él, si un cuerpo se mueve, deberá continuar su movimiento a menos que exista un efecto que lo modifique. Esto es el llamado principio de Galileo, redescubierto casi 2 000 años después, y una de las leyes fundamentales de la mecánica moderna. También explica que en el vacío, bajo la acción de su peso, los cuerpos pesados y los ligeros deben moverse con la misma velocidad. Dice que para producir el vacío basta separar con rapidez dos cuerpos planos que estaban bien unidos. Esto es lo que hacían los metalurgistas del hierro del Cáucaso y de China al inventar los fuelles y pistones con los que absorbían aire y después lo comprimían al presionar el fuelle. Observó que pequeños cuerpos suspendidos en el aire se desplazan con movimientos zigzagueantes y él lo explicó como producido por choques con los átomos del aire transparente que se mueven continuamente en todas direcciones. Esto se llama actualmente el movimiento Browniano y fue redescubierto el siglo pasado por Brown. Aunque casi nada de la abundante obra de Epicuro ha sobrevivido (escribió unos 300 tratados), uno de sus libros llamado De la naturaleza de las cosas fue traducido al latín por un romano quevivió 250 años después, Tito Lucrecio Caro, con el nombre De rerum natura, dándole la forma de un largo poema. Es muy probable que Lucrecio haya agregado valiosas ideas al libro original.




Aristóteles, maestro de Alejandro Magno, escribió sobre física, pero casi todo lo que dijo fue incorrecto. Sí aceptó que la Tierra era esférica y dio como argumento el que al viajar al norte o al sur se observan nuevas estrellas en el cielo lo que no sucedería si la Tierra fuera plana.


En el primer capítulo vimos como Herón y Ctesibus desarrollaron la mecánica de gases y vapores y construyeron relojes de agua que medían el tiempo con precisión. Los relojes de sol que medían el tiempo por la sombra producida por una varilla eran conocidos y empleados desde tiempos remotos. Los grandes astrónomos Aristarco y Eratóstenes midieron el tamaño de la Tierra y las distancias a la Luna y al Sol. El gran Arquímedes, además de desarrollar la mecánica de líquidos, hizo un estudio de las leyes de las palancas y es autor de la frase 'Dadme un punto de apoyo y moveré al mundo'. Desarrolló las poleas múltiples con las que también se puede levantar un cuerpo pesado con una fuerza pequeña.


Desde Lucrecio hasta el Renacimiento en Italia casi no se hizo ningún descubrimiento mecánico en Europa. Lo único que destaca es el desarrollo del reloj mecánico usado en las catedrales de fines de la época medieval. Los relojes se movían por medio de un peso colgado de un cordón que se enrollaba en un cilindro y para evitar que el peso al bajar fuera aumentando su velocidad seideó, no se sabe por quién, un mecanismo llamado escape, que regulaba su caída. Los relojes no eran precisos y tuvieron que esperar varios siglos para que Galileo descubriera las leyes del péndulo y Huygens las aplicara para regular la marcha de los relojes mecánicos.


EL RENACIMIENTO


El cambio social, económico y mental que tuvo su origen en Italia a mediados del siglo XV, produjo un florecimiento de las artes y la ciencia, primero en Italia y poco tiempo después en Europa. Los eruditos se interesaron nuevamente en leer y estudiar los libros griegos. Muchos de éstos no se perdieron, gracias a que los árabes los habían traducido en el siglo IX. Los textos árabes fueron traducidos al latín por Gerardo de Cremona en el siglo XII, empleando los libros que quedaron en Toledo al ser reconquistado por los castellanos en el siglo XV.


El redescubrimiento de la imprenta por Gutemberg (los chinos la usaban desde hacía mucho tiempo) y los viajes de los portugueses y españoles, principalmente los de Colón y Magallanes, cambiaron la mente de los europeos.

Leonardo da Vinci (1452-1519). Fue una de las mentes más maravillosas del Renacimiento. Además de ser el pintor más notable que ha existido, destacó como ingeniero y científico. En su tiempo no se habían publicado los libros de Arquímedes de Siracusa, pero él consiguió copias de los libros del gran científico griego y expresó la admiración que por él sentía. Gracias a él los hombres de su tiempo se interesaron por las obras de Arquímedes y en 1543 se publicó una traducción latina de algunos de loslibros del filósofo griego. Usando palancas, poleas, engranes, tornillos y tornos, ideó numerosos mecanismos para usos civiles y militares. Inventó máquinas para volar (Figura 17), tanques, submarinos, ametralladoras, bombas para agua y sistemas de riego. En sus escritos nos dice que la ciencia verdadera comienza con la observación y que la experimentación es la madre de toda certeza. Esta manera de investigar fue empleada por Galileo un siglo después para desarrollar la ciencia moderna.

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Figura 17. Inventos de Leonardo da Vinci, máquinas voladoras.

Desde su juventud Leonardo fue aclamado

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pintor, pero sus descubrimientos en la ciencia y la tecnología pasaron casi inadvertidos porque no los dio a conocer.





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