El universo mecánico

EL UNIVERSO MECÁNICO

Lucía Martín, Lucía Manzaro, Irene Mosquera y Alba Soria

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1 Introducción

2. El modelo helicéntrico

3. Kepler

4. Galileo Galilei

ÍNDICE

5. Newton

6. Claves del modelo mecanicista

7. Conclusión 8. Referencias

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INTRODUCCIÓN

El abandono de la física teleológica postulada por Aristóteles constituyó un proceso lento. No fue hasta el siglo XVI, que el astrónomo renacentista Nicolás Copérnico propuso la sustitución del modelo geocéntrico por el heliocéntrico. Posteriormente, Galileo Galilei desarrolló argumentos para apoyar las tesis de Copérnico, gracias a sus investigaciones. A tal fin tuvo que realizar avances en física y emplear nuevo instrumental de observación, como el telescopio. Mientras Galileo llevaba a cabo su trabajo, Johannes Kepler mejoró la propuesta de Copérnico y completó el diseño del sistema solar tal y como lo conocemos hoy. Finalmente, Isaac Newton elaboró una teoría física que sustituyó de manera definitiva, la física aristotélica y sistematizó y dio consistencia a los hallazgos realizados por Copérnico, Galileo y Kepler. La ley de gravitación universal, que explicaremos más adelante.

02

EL MODELO HELIOCÉNTRICO

En el siglo III a.C, Aristarco de Samos elaboró un modelo del universo que situaba el sol en el centro y la Tierra girando alrededor de él. Pronto se desechó esta propuesta, pero llegado el Renacimiento, varios científicos decidieron volver a sacar a la luz esta vieja idea. En 1543, Nicolás Copérnico publicó Sobre la revolución de los orbes celestes, obra la cual se convertirá en la propuesta definitiva de un modelo heliocéntrico del universo. Este hito histórico supuso el inicio de una revolución científica.

Revolución científica o de Copérnico

Como consecuencia de esta revolución, el panorama intelectual de finales del siglo xvii y comienzos del siglo xviii se considera la crisis de la conciencia europea y abrirá el siglo xviii como Siglo de las luces o de la Ilustración.

Es representada en la astronomía por el paso del tradicional sistema ptolemaico geocéntrico al sistema copernicano heliocéntrico.

Es iniciada en el siglo XVI por Nicolás Copérnico y culminada en el siglo XVII por Isaac Newton.

Características más destacadas del universo (modelo copernicano)

• El Sol permanece estático y situado en el centro.

• En torno al Sol giran los planetas.

• La luna se desplaza alrededor de la Tierra con un período de revolución de 28 días.

• Encerrando el universo se encuentran las estrellas fijas.

• Las órbitas de los planetas son circulares y, como en el modelo geogéntrico, se precisa de las órbitas excéntricas para determinar las posiciones de los planteas.
• La Tierra experimenta tres movimientos:

-De rotación alrededor de su eje. -De traslación en torno al Sol. -De oscilación de su inclinación con respecto al plano de la elíptica.

Objeciones a la propuesta de Copérnico

Destacan dos de especial relevancia:

• La caída de los cuerpos hacia la Tierra, que se basa en la doctrina aristotélica, no se puede explicar si esta sale de su posición central en el universo y gira alrededor del sol.

• El movimiento de traslación de la Tierra alrededor del Sol debería permitir apreciar difertencias de brillo y tamaño en las estrellas, dado que su distancia a cada una de ellas varía a lo largo del año.

La solución an estas dos objeciones obliga a replantearse las ideas aceptadas sobre el tamaño del universo y la posición que el ser humano ocupa en él.

Kepler

Copérnico

Ambos colocaron el Sol en el centro del sistema planetario y trataron de explicar los movimientos de los astros en el firmamento basándose en los datos observables de sus posiciones.La diferencia fundamental entre ambos es la diferncia en sus propuestas relativas a la forma de las órbitas que describen sus planetas en su giro alrededor del Sol. -Copérnico mantuvo las órbitas circulares que había sugerido Ptolomeo, lo cual hacía que el movimiento de los planetas fuera muy complejo. -Kepler sugirió órbitas elípticas, y de ese modo simplificó la explicación del movimiento de los planetas al prescindir de la composición de movimientos que exigía la propuesta de Copérnico.

Diferencias entre las propuestas heliocéntricas de Copérnico y Kepler

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Johannes Kepler

Johannes Kepler:·Un astrónomo y matemático alemán. ·Responsable de poner un término a "hechizo de la circulidad" ·Kepler se empeñó en ofrecer una una explicación sobre el movimiento planetariopara que encajara perfectamente con los datos empíricos. ·La explicación de Kepler se recoge en tres leyes.

""El conocimiento es la puerta hacia la libertad; a través de él, podemos liberarnos de las cadenas de la ignorancia y alcanzar nuestro verdadero potencial

Primera Ley de Kepler

·Una elipse puede tener valores diferentes para su anchura y altura. Esto significa que el radio cambiará dependiendo del ángulo a través de toda la órbita.·Una elipse es un conjunto de puntos situados a una distancia de dos puntos específicos (llamados focos). ·Conduce a la primera ley de Kepler: La órbita de cada planeta es una elipse con el Sol en uno de los dos focos.

Segunda Ley de Kepler

·Los cuerpos aceleran a medida que se acercan al campo y desaceleran a medida que se alejan de él.·La línea recta que une a cualquier planeta con el Sol, barre áreas iguales de espacio en intervalos iguales de tiempo. ·Esta ley de las áreas es equivalente a la constancia del momento angular, esto quiere decir que cuando el planeta está más alejado del Sol su velocidad es menor que cuando está más cercano al Sol. · fórmula: \Large L=mr_1\times v_1=mr_2\times v_2 (L= mr1 x v1= mr2 x v2)

Tercera Ley de Kepler

· Los cuadrados de los periodos orbitales de los planetas son proporcionales a los cubos de su distancia promedio al Sol.·Esto quiere decir que para dos planetas (planeta 1 y planeta 2) orbitando una estrella. ·Las leyes de Kepler se aplican no solo a los planetas, sino a todo satélite que orbite alrededor de cualquier cuerpo celeste.

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GALILEO GALILEI

Galileo Galilei fue astrónomo, ingeniero, matemático y físico italiano. Mostró gran interés por casi todas las ciencias y artes. Su trabajo se considera una ruptura de las teorías asentadas de la física aristotélica. Además, su enfrentamiento con la Inquisición romana de la Iglesia Católica se presenta como un ejemplo de conflicto entre religión y ciencia en la sociedad occidental

<<`padre de la astronomía moderna>>, <<padre de la física moderna>> y el <<padre de la ciencia moderna>>

Aportaciones de Galileo Galilei

( consisten basicamente en proporcionar un soporte físico a la astronomía copernicana)

"No puedo creer que Dios nos haya dotado de sentidos, palabra e intelecto, y haya querido, despreciando la posible utilización de estos, darnos por otro medio las informaciones que por aquellos podamos adquirir."

Una de las aportaciones de Galileo Galilei fue limitar el campo de investigación a aquellas preguntas cuyas respuestas eran comprobables por medio de la experiencia sensible, ya que Galileo la consideraba como único criterio de verdad, que consistía en llegar al conocimiento a través de lo que podemos percibir por los sentidos. conocimiento científico cualidades objetivas

"Las Matemáticas son el lenguaje con el que Dios ha escrito el universo"

Galileo Galilei

Tuvo en consideración únicamente las propiedades que pueden ser tratadas matemáticamente, como longitud, temperatura o masa. Galileo afirmó que todos los fenómenos del mundo se pueden entender o estudiar a través de esta ciencia. Realizó grandes hallazgos como en el campo de la dinámica de los cuerpos

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EL TELESCOPIO

Diseñó y perfeccionó instrumentos útiles para mejorar las observaciones, como el telescopio. Galileo construye su propio instrumento de visión, que tuvo gran éxito ya que no deformaba los objetos y conseguía aumentarlos hasta 6 veces. Luego lo perfeccionó y consiguío aumentar su tamaño hasta 20 veces

Aportaciones gracias al telescopio

Gracias a esta invención realizó una serie de descubrimientos asombrosos: · Entre los más notables, destaca la identificación de cuatro lunas en órbita alrededor de Júpiter. · La existencia de unas manchas oscuras en el medio del Sol, posteriormente identificadas como manchas solares Galileo pudo observar por primera vez las fases de venus y las fases de la luna. · Identificó ciertas irregularidades en la superficie de la luna que se trataba de los cráteres.

Otras aportaciones de Galileo Galilei

Pulsómetro

Bomba de agua

Imanes

Termoscopio

Galileo consiguió perfeccionar el funcionamiento de este dispositivo, llegando a construir su propia bomba de agua en el año 1604 e instalándola en un jardín público del centro de Padua, en Italia.

Este aparato fue el precursor de los termómetros modernos y marcó el inicio de la medición cuantitativa de la temperatura

Aparato capaz de medir el pulso. Se trató de un hallazgo que impactó en la medicina de la época y que, a día de hoy, es fundamental para el seguimiento de los pacientes.

Desarrolla una serie de trabajos convirtiéndose en el primer científico documentado en estudiar el funcionamiento de los imanes

Argumentos que ponen en evidencia el modelo geocéntrico

Galileo elaboró argumentos que ponían en evidencia los errores del modelo geocéntrico. Por ejemplo:· Refutaba la idea de que todos los cuerpos celestes giraban alrededor de la Tierra como centro del universo. · Contradecía la visión aristotélica de que el mundo supralunar era completamente perfecto y circular debido a las irregularidades de la Luna percibidas por el telescopio. · Observó la existencia de satélites girando alrededor de Júpiter lo que rechazaba la idea aristotélica de que este estuviera engarzado en una esfera cristalina que giraba alrededos de la Tierra

Conclusión

A modo conclusión, podeemos decir que la labor de Galileo Galilei consistió en sovacar los fundamentos de la cosmología aristotélica. Con ello allanó el terreno para lallegada de Newton que, finalmente, completará el cuadro de la nueva visión del cosmos que será la base de toda la ciencia moderna

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ISAAC NEWTON

5.1 ¿QUIÉN ES?

Isaac Newton fue un físico y matemático inglés del siglo XVII. Es considerado la principal figura de la revolución científica de la edad moderna. Entre sus aportaciones en el campo de la física cabe destacar las tres leyes del movimiento que llevan su nombre, así como la ley de gravitación universal. Estas leyes sentaron las bases de la mecánica clásica. También son destacables sus logros en otras áreas de la física, como la óptica y en las matemáticas con la invención del cálculo infinitesimal. Comparte la autoría de esta última aportación a la ciencia con el pensador alemán Gottfried Wilhelm Leibniz.

«Todos los cuerpos gravitan unos hacia otros».

5.2 Leyes

Ley de inercia

Ley de acción reacción

Ley de fuerza

LEY DE GRAVITACIÓN UNIVERSAL

Esta ley describe la fuerza o interacción gravitatoria entre distintos cuerpos con masa, fue formulada en su libro Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, publicado el 5 de julio de 1687, donde establece por primera vez una relación proporcional de la fuerza con que se atraen dos objetos con masa. Así, Newton dedujo que la fuerza con que se atraen dos cuerpos tenía que ser proporcional al producto de sus masas dividido por la distancia entre ellos al cuadrado.

¿QUÉ ES LA LEY DE GRAVITACIÓN UNIVERSAL?

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Hallazgos

• La física newtoniana constituye el mejor ejemplo de paradigma científico. Ya que la ley de Gravitación universal no solo sirve para explicar fenómenos como la caída de los cuerpos o las órbitas de los cuerpos celestes. Newton sostenía que en el futuro la fuerza gravitacional serviría para explicar fenómenos magnéticos, eléctricos, ópticos e incluso fisiológicos.

Espectrocopía

ESPACIO Y TIEMPO ABSOLUTOS

Esta conclusión de la física newtoniana. Junto con su afirmación del carácter corpuscular de la luz, será la que genere más problemas en su programa de investigación y la que finalmente habrá paso a una nueva revolución científica a principios del siglo XX.

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Claves del modelo mecanicista

• Mecanicismo
• Rechazo del antropocentrismo
• Matematización
• Homogeneidad
• Determinismo

07

CONCLUSIÓN

Newton formuló teorías y cuestionaba la idea de un cosmos estático. Sus leyes sobre la gravedad postulaban la existencia de un universo en constante movimiento. Además, fue el primero en establecer un marco teórico unificado del universo, apoyado en las matemáticas y no solo la observación y descripción de los fenómenos. El método racionalista de Newton instauró una nueva forma de hacer ciencia basada en rechazo a todo lo que no se puede demostrar física o matemáticamente.

Referencias

• https://www.filosofia.org/enc/ros/galileo.htm
• https://es.wikipedia.org/wiki/Galileo_Galilei
• https://aeac.science/actividad/galileo/
• https://www.nationalgeographic.com.es/ciencia/9-aportaciones-galileo-galilei-ciencia-mas-alla-telescopio_21728

• https://es.wikipedia.org/wiki/Isaac_Newton
• https://culturacientifica.com/2014/03/11/del-espacio-y-el-tiempo/In hendrerit in vulputate velit esse molestie consequat
• Filosofía 1º Bachillerato, Oxford

¡gRACIAS!

Trabajo realizado por alumnas de 1º de bachillerato B, filosofía.

Rechazo al antropocentrismo:

En el modelo heliocéntrico, la Tierra va a pasar a ser un segundo plano, es decir, que no será el centro del universo, y esto quieres decir que gira alrededor del Sol, todo esto se encuentra un universo donde los límites que hay se encuentran incalculablemente lejos. El Ser Humano tendrá una sensación de pequeñez e insignificancia por la fuerza que tiene la teoría de Copérnico.

Primera ley del movimiento

En ausencia de aire, todos caían con la misma aceleración, independientemete de su masa

Definición de conjuntos infinitos

Si a un conjunto se le quitan tantos elementos como los que tiene y queda aún del mismo tamaño, se debe a que es infinito.

Cicloide

Curva con la cual diseño arcos en edificaciones y puentes.

Matematización

• Sostiene que las matemáticas son el medio válido para conocer la naturaleza.
• Esta apuesta metodológica llega al punto de restar valor a todas aquellas cualidades de la naturaleza que nu puedan ser expresadas matemáticamente.

Homogeneidad

Los científicos se inspiraron en la idea de que la naturaleza se rige por dos principios:

• Simplicidad. La naturaleza nunca se excede en causas superfluas. Entre dos explicaciones posibles, se ha de preferir la más simple.
• Uniformidad. A los mismos efectos deben correspoder las mismas causas.

La combinación de ambos principios permitió a Isaac Newton formular su ley de gravitación universal.

plasmó todas sus observaciones en unos dibujos y mapas de las fases lunares que pasaron a la historia como algunas de las ilustraciones científicas más influyentes de la historia.

Determinismo:

Es una consecuencia directa del mecanicismo y es expresado claridad por Pierre-Simón Laplace un astrónomo francés en el siglo XIX y dice así: Todo fenómeno físico está determinado a leyes causales, si se conocieran todos los fenómenos que suceden en ciertos instantes y las causas que actúan, con todo esto podría ser posible conocer con bastante precisión cualquier situación pasada o futura.

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Mecanicismo

El universo entero está compuesto por corpúsculos de materia que se mueven conforme a leyes susceptibles de ser expresadas matemáticamente. El mecanicismo se opone frontalmente al finalismo del modelo aristotélico, al admitir solo la causalidad eficiente y rechazar la existencia de causas finales.