Fisica I CBTis 226 (página 2)

La postura racionalista, por el contrario, antepone los postulados teóricos extraídos de análisis mentales a cualquier resultado práctico, y supedita la investigación a la hipótesis. En general, las metodologías científicas utilizan modelos híbridos en los que tienen cabida las cuestiones empíricas, que nunca quedan exentas de cierto racionalismo al aceptar los sentidos humanos y los instrumentos de medida como únicas fuentes de información, y las puramente teóricas, a las que es inherente cierto matiz práctico. La mayoría de las ciencias aceptan la experiencia como primer y último eslabón de la cadena del saber. Así, el proceso del conocimiento se inicia con la observación de un hecho y finaliza con la comprobación empírica de sus conclusiones teóricas. Según tal interpretación, toda disciplina científica es tanto más eficaz cuanto mayor sea la cantidad de fenómenos que interpreta con una buena aproximación a los casos reales. Ello no significa que los postulados dogmáticos característicos del siglo XVIII, y los absolutamente estadísticos cultivados por algunos investigadores modernos, no aporten descripciones correctas de la realidad, aun cuando desechen un elevado número de variables importantes del problema que puedan limitar o desprestigiar sus conclusiones.

Dentro de la aplicación de esquemas científicos que reúnan ambiciones filosóficas o interpretativas y prácticas, pueden diferenciarse aspectos globales que indican varias tendencias: histórica, en la que el científico expone los resultados de su experiencia personal en el estudio de un fenómeno a la vez que pretende deducir conclusiones teórico-prácticas del mismo; heurística o aplicada, basada en la búsqueda de leyes generales que rijan del modo más preciso posible el comportamiento de los hechos naturales; y axiomática, que enumera una serie de principios fundamentales que describen el entorno de trabajo previamente al inicio del estudio a fondo del problema. La mayoría de las metodologías actuales se definen con una visión abierta y huyen del establecimiento de axiomas excesivamente prolijos en número e interpretación. Asimismo, comparten un conjunto de principios fundamentales: la aceptación de la experiencia y no la idea como fuente de conocimiento primordial; la consideración de la utilidad como fin último, ya que pretenden colaborar en la interpretación del mundo y no crear uno nuevo, de lo que se acusa a ciertas doctrinas dogmáticas del pasado; y la construcción de modelos, que más que explicar la realidad, lo que constituye una actitud pretenciosa e inalcanzable, intentan sistematizar la acumulación de las experiencias humanas.

1.7 CONOCIMIENTO CIENTIFICO

La epistemología es un rama de la filosofía que se encarga de los problemas filosóficos que rodean la teoría del conocimiento. Sus principales problemas son: la posibilidad del conocimiento, su origen o fundamento, su esencia o trascendencia y el criterio de verdad.

En este trabajo monográfico tratare el tema del conocimiento científico, profundizando en: el problema del conocimiento, la noción de ciencia, las características del conocimiento científico, el valor de la ciencia, la objetividad de la ciencia, el método científico y en la clasificación de las ciencias.

Veremos que existen diversos puntos de vista acerca de cada uno de estos temas, y que las formas de pensar y de concebir la ciencia van cambiando a lo largo del tiempo. Surgen nuevos conocimientos que descartan a otros, que hay distintos criterios para clasificar a las ciencias y para determinar un método aplicable a todas las ciencias. También percibiremos que todavía hay interrogantes sin una respuesta universal, ya que dan lugar a opiniones contradictorias y discutibles.

Tratare de dar una clara y concisa introducción a la epistemología, un tema tan complejo y controversial.

EL PROBLEMA DEL CONOCIMIENTO

Todo conocimiento es una relación, pero aparecen además dos términos, que son los que se relacionan. El sujeto que es cognoscente (conocedor) y el objeto que es conocido. Esos son los tres elementos que hay en todo conocimiento.

La epistemología estudia la relación entre el sujeto y el objeto y todos los problemas que esa relación plantea. Se plantea preguntas como por ejemplo: si esa relación es posible, cuál es el origen de esta, si tiene límites, etc.

Ninguna de estas respuestas se da de forma aislada, todas las respuestas están relacionadas.

La relación de un determinado conocimiento no puede estudiarse dejando de lado al sujeto y al objeto.

Un naturalista afirma que lo que la ciencia obtiene no son las cosas mismas sino las relaciones que existen entre las cosas. Fuera de estas relaciones no hay una realidad que conocer. Emilio Morselli va más lejos y afirma que lo único que el hombre conoce son las relaciones que se dan entre los hombres y las cosas.

El conocimiento puede ser entendido de diversas formas: como una contemplación, como una asimilación o como una creación. Es una contemplación porque conocer es ver, una asimilación porque es nutrirse y es una creación porque es engendrar. Para el mundo griego es una contemplación, para el mundo medieval es una asimilación y para el mundo moderno es una creación. Los tres representantes de estas concepciones son Platón, Santo Tomas y Hegel, respectivamente.

El origen, el valor y el objeto del conocimiento también son entendidos de distintas formas.

El origen del conocimiento para los racionalistas está en el espíritu humano, para los empiristas en la experiencia, para los críticos en un principio donde entra la razón y la experiencia.

El valor del conocimiento para el dogmatismo no tiene límites, cree que los hombres pueden conocer la realidad tal cual es. Para el escepticismo, todo conocimiento depende de las circunstancias o del individuo, falta un criterio absoluto de la verdad. Los positivistas limitan el valor del conocimiento a la experiencia. Las concepciones acerca del objeto del conocimiento dividen a las ciencias en formales y de la realidad, pero eso lo veremos más adelante en la clasificación de las ciencias.

NOCION DE CIENCIA

La ciencia es el conocimiento ordenado y mediato de los seres y sus propiedades , por medio de sus causas. El saber científico no aspira a conocer las cosas superficialmente, sino que pretende entender sus causas porque de esa manera se comprenden mejor sus efectos. Se distingue del conocimiento espontáneo por su orden metódico, su sistematicidad y su carácter mediato.

El conocimiento es ordenado y mediato, porque si tuviéramos un intelecto como el de Dios lo sabríamos todo. Mas, para conocer las cosas a fondo necesitamos utilizar la razón, observar más detenidamente, y esto requiere un gran tiempo de dedicación, un trabajo constante, ordenado, metódico. Estas características son las que distinguen al conocimiento científico del conocer común.

La ciencia es descriptiva, explicativa, definitoria, etc., investiga que son las cosas, como actúan, como se relacionan, cuando, cómo, dónde, por qué.

Las ciencias pretender establecer leyes, basadas en conceptos generales, en las características en común de las cosas y en lo que se repite en los fenómenos.

La ciencia es un conjunto de conceptos y propiedades que convergen en un objeto, y que contiene datos, explicaciones, principios generales y demostraciones acerca de éste.

La filosofía busca conocer los principios más profundos de las cosas, mientras que las ciencias particulares buscan las causas más próximas.

Según J. José Sanguineti, el concepto de ciencia culmina en Dios, que es, la Sabiduría por excelencia.

El concepto de ciencia no ha sido siempre el mismo, por ejemplo como la veían los antiguos, es bastante diferente a como la vemos actualmente.

Aristóteles definió la ciencia como un conocimiento cierto por las causas. Para él la ciencia desde el punto de vista subjetivo es un hábito intelectual especulativo y desde el punto de vista objetivo es un conjunto de conocimientos.

El objetivo de la ciencia es que conozcamos el mundo, a nosotros mismos y a Dios.

El hombre se dedica a la ciencia movido por su afán de saber o para satisfacer sus necesidades.

Características Del Conocimiento Científico

El  conocimiento  científico es un saber crítico (fundamentado), metódico, verificable, sistemático, unificado, ordenado, universal, objetivo, comunicable (por medio del lenguaje científico), racional, provisorio y que explica y predice hechos por medio de leyes.

El conocimiento científico es crítico porque trata de distinguir lo verdadero de lo falso. Se distingue por justificar sus conocimientos, por dar pruebas de sus verdad, por eso es fundamentado, porque demuestra que es cierto.

Se fundamenta a través de los métodos de investigación y prueba, el investigador sigue procedimientos, desarrolla su tarea basándose en un plan previo. La investigación científica no es errática sino planeada.

Su verificación es posible mediante la aprobación del examen de la experiencia. Las técnicas de la verificación evolucionan en el transcurso del tiempo.

Es sistemático porque es una unidad ordenada, lo nuevos conocimientos se integran al sistema, relacionándose con los que ya existían. Es ordenado porque no es un agregado de informaciones aisladas, sino un sistema de ideas conectadas entre sí.

Es un saber unificado porque no busca un conocimiento de lo singular y concreto, sino el conocimiento de lo general y abstracto, o sea de lo que las cosas tienen de idéntico y de permanente.

Es universal porque es válido para todas las personas sin reconocer fronteras ni determinaciones de ningún tipo, no varía con las diferentes culturas.

Es objetivo porque es válido para todos los individuos y no solamente para uno determinado. Es de valor general y no de valor singular o individual. Pretende conocer la realidad tal como es, la garantía de esta objetividad son sus técnicas y sus métodos de investigación y prueba.

Es comunicable mediante el lenguaje científico, que es preciso e unívoco, comprensible para cualquier sujeto capacitado, quien podrá obtener los elementos necesarios para comprobar la validez de las teorías en sus aspectos lógicos y verificables.

Es racional porque la ciencia conoce las cosas mediante el uso de la inteligencia, de la razón.

El conocimiento científico es provisorio porque la tarea de la ciencia no se detiene, prosigue sus investigaciones con el fin de comprender mejor la realidad. La búsqueda de la verdad es una tarea abierta.

La ciencia explica la realidad mediante leyes, éstas son las relaciones constantes y necesarias entre los hechos. Son proposiciones universales que establecen en que condiciones sucede determinado hecho, por medio de ellas se comprenden hechos particulares. También permiten adelantarse a los sucesos, predecirlos. Las explicaciones de los hechos son racionales, obtenidas por medio de la observación y la experimentación.

Una definición más concreta es: "La ciencia busca explicar la realidad mediante leyes, las cuales posibilitan además predicciones y aplicaciones prácticas (la tecnología). El conocimiento científico es un conocimiento objetivo que se estructura en sistemas verificables, obtenidos metódicamente y comunicados en un lenguaje construido con reglas precisas y explícitas donde se evita la ambigüedad y los sin sentidos de las expresiones."

Otra definición de ciencia es la siguiente: "La ciencia es el conjunto unificado de conocimientos e investigaciones, de carácter objetivo, acerca de las relaciones entre los hechos, que se descubren gradualmente y que se confirman por métodos de verificación definidos.

EL VALOR DE LA CIENCIA

Los puntos de vista acerca del valor de la ciencia son muy variados y hasta opuestos.

Para unos la función de la ciencia es dar un explicación posible de los hechos. Si la ciencia los explica de manera satisfactoria para nuestra razón, entonces la teorías con la que se presenta dicha explicación es válida.

Para otros, la ciencia tiene que ofrecernos un sistema único que descifre la realidad que también es única. No hay dos realidades, por lo que no pueden hacer dos explicaciones válidas de la realidad. La ciencia es una porque la realidad es una. Para estas personas la función de la ciencia es cognoscitiva, aspira a conocer la realidad.

Otros afirman que la ciencia es una creación del hombre. Ven el principal valor de la ciencia en el descubrimiento de las armonías del pensamiento, que pueden coincidir o no con la armonía de la realidad. Muchos matemáticos vieron en su ciencia como un juego de ajedrez, donde el pensamiento dicta las leyes a las que luego se somete. La función de la ciencia, entendida así, es ante todo, estética.

También hay quienes afirman que la función de la ciencia es práctica: la ciencia es un instrumento para dominar la realidad.

Valor explicativo de la ciencia

Einstein comparaba la ciencia con una novela policial. Se trata de un misterio no resuelto, del cual no podemos estar seguros que tenga solución. El libro viene a ser la naturaleza, todo lo que existe. A medida que lo leemos vamos conociendo más acerca de sus personajes, nos emocionamos, descubrimos pistas, etc. Pero a pesar de que leamos mucho estamos lejos de la solución y no sabemos con seguridad si ésta existe. Pudimos explicar ciertos datos de manera coherente pero luego aparecen otros que nos hacen cambiar de parecer. En las novelas policiales llega un momento en le que se disponen de todos los datos, en la novela policial de la naturaleza nunca se disponen de todos los datos. Tampoco se puede ir a la última página del libro a ver la solución. El hombre de ciencia tiene que buscar los datos ordenarlos coherentemente. Pero el científico no cuenta con un crimen ya cometido, tiene que cometerlo él, para luego investigarlo.

Para Einstein y para muchos hombres de ciencia contemporáneos, el misterio será siempre indescifrable.

Hay quienes sostienen que la ciencia no tiene que dar una explicación posible de los hechos, sino la explicación. Para estas personas (James Jeans, entre ellos) el mundo físico tiene una racionalidad que la ciencia se esfuerza por descubrir.

Valor estético de la ciencia

Lo que al hombre de ciencia le interesa es la belleza de ese juego de relaciones que al final de su investigación establece. Esto no significa que la función de la ciencia se limite a contemplar estéticamente la armonía de las relaciones pensadas por el hombre. La coincidencia de esa armonía con la del universo, forman otra armonía, más sorprendente que la del pensamiento científico. En esa armonía se unen lo bello y lo útil, y gracias a ella la ciencia no es solamente un juego sino que se convierte en un instrumento para que el hombre domine el mundo. La naturaleza debido a esta armonía se somete a los fines del espíritu.

Valor descriptivo de la ciencia

La ciencia debe limitarse a darnos una descripción clara y económica de los hechos positivos. Este punto de vista es defendido por Mach en su libro "Análisis de las sensaciones". Sostiene que la ciencia tiene que observar un solo campo y trabajar en él: el de las sensaciones que es todo lo que podemos conocer. Exista o no un mundo exterior la ciencia tiene que limitarse a el mundo de las sensaciones. En este mundo hay relaciones funcionales que el hombre de ciencia debe descubrir. No es necesario hablar de causas ni de fuerzas misteriosas, sólo debemos decir sucede esto, luego esto otro, etc. Podemos descubrir relaciones que nos permitirán prever que sucederá, pero nada más.

Valor práctico y social de la ciencia

Una interpretación contemporánea le atribuye a la ciencia un simple valor instrumental. Establece que una teoría científica sólo tiene el sentido que le dan las consecuencias prácticas que resultan de ellas y las leyes científicas son simplemente normas de acción.

En el siglo XIX se veía a la ciencia como la posible salvación de la humanidad. El conocimiento científico es el único universalmente comunicable y el único justificable porque no se funda en la experiencia privada. La unidad de los hombres sólo es posible a través del pensamiento científico, que, a la vez, nos permitira dominar la naturaleza y liberará al espíritu de toda estrechez subjetiva.

OBJETIVIDAD DE LA CIENCIA

En la explicación de los hechos no debe intervenir nada individual, ni preferencias, ni tendencias ni aspiraciones, ni tampoco deben ser agregadas a éstos. La ciencia quiere ser conocimiento, puede que el hombre de ciencia sea impulsado por una pasión, y puede quedar satisfecho con los resultados obtenidos pero el conocimiento mismo no debe verse afectado por estos elementos. Se puede decir que la búsqueda del conocimiento es un acto de coraje porque hay que sacrificar todo interés que no sea el de la verdad.

El hombre trabaja con su inteligencia, la voluntad y el sentimiento se ponen al servicio de ésta. No hay que utilizar la inteligencia para que amolde los hechos a fines diferentes a la obtención de la verdad.

Descartes dijo que la ciencia pretende conocer las cosas como las conoce Dios. Por esta afirmación se lo ha criticado y elogiado.

Se ha dicho que la ciencia es ver la realidad a través de un manera de pensar, que las cosas no son lo que ellas son sino lo que nosotros somos, aquí interviene la subjetividad.

Pero la ciencia trata de eliminar toda subjetividad. Hay que aclarar que esto no significa la eliminación del sujeto, sino que este interviene activamente con su inteligencia. Por ser una creación del hombre necesita de su inteligencia. La eliminación de la subjetividad significa una eliminación de los elementos afectivos y volitivos (de la voluntad). Estos no se tienen que incorporar al sistema de relaciones en que consiste la ciencia y no deben modificar el fin de la ciencia, que es conocer la realidad.

La ciencia es objetiva pero es un hecho humano.

La objetividad posee características propias que enunciare a continuación:

• Conjunto de objetos estudiados

• Lenguaje compartido

• Metodologías rigurosas

• Sujetos que enuncian teorías y las controlan (comunidad científica)

El conjunto de objetos estudiados está formado por los datos exteriores al sujeto, desde una proposición hasta una teoría son independientes de quien las dice. Son situaciones que no tienen que ver con la subjetividad del investigador.

Se utiliza un lenguaje compuesto por términos unívocos (que tiene un solo significado) y por lo tanto es imposible confundir significados y no da lugar a ambigüedad.

La ciencia se maneja con una metodología rigurosa. Necesita coherencia y lógica en su parte teórica y adecuarse a los hechos en su parte práctica. Por medio de un método establecido y siguiendo ciertos pasos se llegan a los resultados buscados. Este método no puede ser aleatorio, debe ser preestablecido de antemano y cumplido de forma prolija.

Los sujetos que crean teorías y las controlan integran la comunidad científica. Ésta es una sociedad disciplinada, donde sus miembros están capacitados para desempeñarse en ella. Las teorías que crea son sometidas a crítica ínter subjetiva, por lo que esta comunidad es garantía de objetividad. Puede aprobar o rechazar el poder explicativo de las teorías.

Pero con respecto a estas características, se hacen objeciones.

Existen teorías contrarias entre sí y coexistentes. Esto nos hace pensar en cómo podemos saber que teorías son validas y si hay alguien calificado para establecer su validez o invalidez. Con el paso del tiempo vemos que unas teorías se sobreponen a otras, pero al haber existido, teorías vigentes simultáneamente nos demuestra que hay elementos que distorsionan la objetividad. Las réplicas que se hacen a este punto son que: puede que no haya acuerdo respecto al objeto estudiado, este esta formado por las teorías y técnicas; hay distintas interpretaciones de un mismo objeto de estudio; no existe alguien totalmente ecuánime (justo, objetivo) e imparcial para decidir entre teorías rivales y que hay teorías vigentes que definen al objeto de estudio en determinado momento, pero su vigencia sería arbitraria ya que no hay pautas para decidir entre teorías rivales, ni tribunal que las aplique.

En segundo lugar, el lenguaje compartido hace posible ala ínter subjetividad. La teoría forma al objeto de estudio y también al lenguaje científico, por eso lo dicho en el punto anterior es válido también para este.

En tercer lugar se crítica que el método es un medio y no se accede a todos los objetos por el mismo medio. El método debe ser riguroso mientras no signifique "atarse" a un procedimiento rígido. Como el método surge del sujeto no otorga objetividad por sí mismo.

Y por último se plantea si la comunidad científica actúa independientemente de otras comunidades sociales

EL MÉTODO CIENTÍFICO

Método es la forma ordenada de proceder para llegar a un fin. "Método científico es el modo ordenado de proceder para el conocimiento de la verdad, en él ámbito de determinada disciplina científica."

El método tiene como fin determinar las reglas de la investigación y de la prueba de las verdades científicas. Engloba el estudio de los medios por los cuales se extiende el espíritu humano y ordena sus conocimientos.

Toda ciencia tiene su método específico, pero podemos encontrar ciertas características generales. El conocimiento científico parte de principios, sobre los cuales se basan dos actividades fundamentales de la ciencia:

Los principios se toman de la experiencia, pero pueden ser hipótesis o postulados a partir de los principios la ciencia usa la demostración, para obtener conclusiones que forman el saber científico

Viéndolo así, la ciencia es el conocimiento de unas conclusiones, obtenidas demostrativamente a partir de unos principios. Un saber científico es un orden de proposiciones, relacionadas entre sí por nexos demostrativos. Los elementos más importantes del método son: la investigación experimental, los procedimientos de la demostración y el establecimiento de los principios.

Pueden distinguirse:

El método de descubrimiento o de investigación, más intuitivo y desorganizado, donde se encuentran la experiencia, la razón, las hipótesis del trabajo y casi todos los elementos lógicos de la ciencia.

La investigación comprende varios pasos:

• Selección y determinación de los problemas más importantes

• Estudio de las posibles soluciones, comparando distintas posiciones históricas o de otros autores

• Formulación de las conclusiones seguras, diferenciándolas de las hipotéticas

• Crítica de las posiciones adversas

• Se distingue el análisis, que va de las cuestiones generales a sus partes y la síntesis que reconstituye el todo partiendo de los resultados del análisis.

El método científico comprende los pasos lógicos y no simplemente temporales, que integran el desarrollo racional del saber: este orden pertenece a la ciencia en estado perfecto, ya ordenada y fundamentada y lista para ser enseñada.

Cuenta de cuatro procedimientos: observación, experimentación, hipótesis y teoría.

Un famoso historiador de las ciencias y educador, James B. Conant, de la Universidad de Harvard, se burlaba de quienes creía que existe algo parecido a el método científico. Entre los métodos que utiliza el científico se encuentran métodos definitorios, métodos clasificatorios, métodos estadísticos, métodos, hipotético deductivos, procedimientos de medición y muchos otros, por lo que hablar de el método científico es referirse a muchas tácticas utilizadas para construir el conocimiento. Esto puede estar bien, pero los métodos y la misma noción de ciencia se van modificando a lo largo de la historia de la ciencia. Sin embargo entre tantas tácticas se encuentran estrategias fundamentales. Por ejemplo si excluimos las ciencias formales y las sociales, y nos referimos únicamente a las ciencias naturales (biología, química, física) resulta obvio que el método hipotético deductivo y la estadística son esenciales para la investigación en estas áreas.

El método según Descartes

Descartes describía el método de esta manera:

"Entiendo por método, reglas ciertas y fáciles, gracias a las cuales quien las observe exactamente no tomará nunca lo falso por verdadero, y llegará, sin gastar inútilmente esfuerzo alguno de su espíritu, sino aumentando siempre, gradualmente, su ciencia, al verdadero conocimiento de todo aquello de que sea capaz".

El criterio que permite no confundir lo falso con lo verdadero para Descartes es la evidencia. Las cuatro reglas de su método son las siguientes, la primera se refiere a este criterio:

• No aceptar como verdadero lo que con toda evidencia no se reconociese como tal.

• Dividir cada una de las dificultades en tantas partes como sea necesario para resolverlas.

• Ordenar los conocimientos desde los más sencillos hasta los más complejos

• Hacer enumeraciones completas y generales que aseguren que no se omitió nada

El método según Galileo

Galileo afirmaba que la lógica deductiva enseña a darnos cuenta si los razonamientos y demostraciones son concluyentes; pero no enseña a encontrarlas.

El método para él consistía en la demostración rigurosa, tomando como modelo la matemática, aplicada a enunciaciones ciertas y comprobadas por medio de la experiencia. Creía que luego de hecha la experiencia, observada objetivamente, utilizando el método demostrativo de la matemática es imposible que haya errores.

No creía que existieran términos medios entre la verdad y a falsedad.

Galileo sostenía que el método de Aristóteles era el suyo: limitarse a los sentidos, a la observación, a las experiencias y después buscar los medios para demostrar eso y no otra cosa.

El método según Bacon

Bacon pensaba que no debemos atenernos a la simple experiencia suministrada por los sentidos, ni a la simple razón; no debemos ser empíricos ni dogmáticos.

Señalaba los prejuicios que impedían el progreso científico y a estos les dio el nombre de "ídolos" o fantasmas". Los clasifico en ídolos de la tribu o raza, los de las cavernas, los del foro y los del teatro.

Opone su método al de la inducción completa, que consiste en obtener de un conjunto de casos una afirmación general que vale para todos los casos. Porque pensaba que no permitía el progreso de los conocimientos. La deducción tampoco lo permite porque ofrece solamente lo que está en las premisas. Piensa que para descubrir los secretos de la naturaleza hay que utilizar otro método.

Afirmaba que no alcanzaba con hacer una experiencia, sino que había que variarla, transferirla, prolongarla, invertirla, compararla. A esta teoría del descubrimiento la llamó "la caza del Pan". (Pan era un dios que logro descubrir a la diosa Ceres)

Las experiencias deben ser registradas en "tablas" y que son: de presencia, de ausencia y de comparación.

Los métodos de Mill

Para John Stuart Mill los métodos son cuatro: el de concordancia, el de diferencia, el de variaciones concomitantes y el de residuos.

Método de concordancia. Si dos o más casos tienen una circunstancia común, ésta es la causa (o efecto) del fenómeno. Se trata de estudiar casos diferentes para ver en qué concuerdan.

Método de diferencia. Si un caso donde se presenta el fenómeno y otro donde no se presentan tiene todas las circunstancias comunes menos una, esa es la causa (o parte de la causa) del fenómeno. Se trata de buscar casos que se parezcan en todas sus circunstancias y difieren en alguna.

Método conjunto de concordancia y diferencia. Se trata de la utilización conjunta de los otros dos métodos: una concordancia y una diferencia.

Método de variaciones concomitantes. Se trata de establecer relaciones de causa y efecto entre dos fenómenos. Los fenómenos estudiados podrían ser ambos efectos de una misma causa.

Método de residuos. Se trata de averiguar las causas cuya presencia no puede ser eliminada por experimentación.

CLASIFICACIÓN DE LAS CIENCIAS

Las ciencias pueden clasificarse de acuerdo a múltiples criterios, por su objeto, por su método, por su finalidad, por su orden histórico de aparición, etc.

Se suelen clasificar por objetos de estudio o por métodos. El objeto de estudio es el sector o ámbito de la realidad estudiada y la perspectiva o punto de vista que interesa en la investigación. En esta clasificación, las ciencias de objetos ideales serían deductivas y las de objetos reales serían inductivas. Esta oposición parte de una falsa concepción de los métodos, por lo actualmente no tiene valor.

Los métodos se pueden ver de dos maneras: por un lado como un procedimiento para lograr conocimientos, y por otro como la forma de justificación de la verdad de las proposiciones científicas. La clasificación por el método las ordena en ciencias deductivas y en ciencias inductivas. Las inductivas son las ciencias empíricas, de la observación y parten de la experiencia para llegar a leyes. Las deductivas son las ciencias abstractas o ideales, y parten de definiciones elaboradas por la razón y de verdades generales para deducir de ellas propiedades nuevas. Esto no es muy riguroso porque no existen en la realidad ciencias puramente deductivas ni ciencias puramente inductivas. Se apoya en la naturaleza del objeto a que se aplican las ciencias.

Modernamente el filósofo alemán Rickert propuso una nueva clasificación de las ciencias según sus métodos. Las dividió en dos grandes grupos, en las que aplican el método naturalista y las que aplican el método histórico, es decir, en las que buscan el conocimiento general (leyes) o el conocimiento de lo singular.

La clasificación por la finalidad, las divide en teóricas, normativas y prácticas. Las teóricas buscan el conocimiento de las leyes, su objeto es averiguar como son las cosas. Pueden ser abstractas y concretas. Las abstractas buscan leyes generales, prescindiendo de los objetos y las concretas buscan conocer los objetos y a los seres en sus caracteres propios. Las normativas buscan establecer normas, su objeto no es investigar cómo son las cosas sino cómo deben ser. Las prácticas nos dan reglas para la acción.

El orden de aparición histórico de cada ciencia también puede ser criterio de clasificación. Porque nos muestran cómo van apareciendo en relación con las ya existentes y que toman de éstas.

La división más aceptada es la de ciencias fácticas y formales.

Las ciencias fácticas trabajan con objetos reales que ocupan un espacio y un tiempo. La palabra "fáctica" viene del latín factum que significa "hecho", o sea que trabaja con hechos. Se subdividen en naturales y sociales. Las primeras se preocupan por la naturaleza, las segundas por el ámbito humano. El hombre es un ser natural, pero su mundo ya no es natural. La naturaleza se desenvuelve independientemente de la voluntas el hombre, en cambio, el mundo del hombre es creado por él. Las naturales son la biología, física, química, etc. Y las sociales son sociología, economía, psicología, etc. La verdad de estas ciencias es fáctica porque depende de hechos y es provisoria porque las nuevas investigaciones pueden presentar elementos para su refutación.

Las formales trabajan con formas, es decir, con objetos ideales, que son creados por el hombre, que existen en su mente y son obtenidos por abstracción.. Las ciencias formales son la lógica y la matemática. Les interesan las formas y no los contenidos, no les importa lo que se dice, sino como se dice. La verdad de las ciencias formales es necesaria y formal.

Esta división tiene en cuenta el objeto o tema de estas disciplinas, también da cuenta de la diferencia de especie entre los enunciados que establecen las ciencias formales y las fácticas. Mientras los enunciados formales consisten en relaciones entre signos, lo enunciados de las ciencias fácticas se refieren, mayoritariamente, a sucesos y procesos. Además esta división tiene en cuenta el método por el cual se ponen a prueba los enunciados verificables. Mientras que las ciencias formales se conforman con la lógica para comprobar sus teoremas, las ciencias fácticas recurren a la observación y /o al experimento.

Las ciencias formales demuestran o prueban; las fácticas verifican (confirman o niegan) hipótesis que mayoritariamente son provisionales. La demostración es completa y final; la verificación es incompleta y temporaria.

Otras clasificaciones son las de Aristóteles, Francis Bacon y Augusto Comte.

Aristóteles se basa en una ciencia fundamental, la filosofía primera (protofilosofía) que estudia la realidad última y la esencia inalterable de las cosas. A esta ciencia se le llama hoy metafísica y a ella se encuentran subordinados 3 grupos de filosofías (ciencias) segundas: teoréticas o especulativas (matemática, física e historia natural); prácticas (la moral, la economía y la política); y poéticas (retórica, dialéctica y poética)

Francis Bacon hizo una clasificación fundada en su teoría de las facultades del intelecto, que se resumen en tres principales: la imaginación, la memoria y la razón. De la imaginación deriva la historia (civil y natural); de la imaginación deriva la poesía (narrativa, dramática y parabólica); y sobre la razón se funda la filosofía. Esta tiene un triple objeto: Dios, la naturaleza y el hombre. Y de estas deriva la teología (estudia a Dios, a los ángeles y a los demonios), la filosofía natural (metafísica, física y matemática) y la filosofía humana o antropología (medicina, psicología, lógica, etc.).

Augusto Comte hizo una clasificación más compleja. Primero las dividió en auténticas e inauténticas. Las auténticas son las que presentan leyes y las inauténticas las que no las presentan. Las inauténticas son las ciencias concretas, o sea las que estudian hechos individuales, son esencialmente descriptivas. Y las auténticas son explicativas, y además abstractas porque buscan leyes.

Las ciencias auténticas se dividen en puras y aplicadas. El objeto de las puras es conocer las leyes en sí mismas y por sí mismas, independientemente de las aplicaciones teóricas y prácticas. Las aplicadas consideran a las leyes para hacerlas servir a una explicación o a la práctica. La clasificación de las ciencias debe tomar en cuenta sólo las ciencias puras.

Entre las puras se encuentran las particulares y las generales. La clasificación debe tomar en cuenta sólo las generales.

A su vez las ciencias generales se deben clasificar en relación con sus objetos, que son los fenómenos de la naturaleza. Estas ciencias generales son: la matemática, la astronomía, la física, la química, la biología y la sociología.

Estas ciencias en están en un ordenadas jerárquicamente, cada una de ellas aporta algo nuevo con relación a la anterior y tiene un valor superior.

CONCLUSIÓN

Creo que la ciencia es indispensable para la vida del hombre ya que le permite progresar. Gracias a la ciencia el hombre ha conseguido modificar parcialmente la naturaleza a sus necesidades y ha logrado, a lo largo del tiempo, mejorar su calidad de vida. Si nos planteáramos un pequeño ejercicio mental acerca de cómo sería el mundo sin ella, veríamos que estaríamos muy atrasados, moriríamos antes por causa de enfermedades que no podríamos tratar, la comunicación sería muy dificultosa, ignoraríamos muchas cosas que las atribuiríamos a fuerzas desconocidas, etc.

El hombre necesita conocer la realidad que lo rodea, así sea conocer la relación que hay entre él y el objeto o la realidad misma, para poder adaptarse o adaptarla a él.

Los medios para conocer son variados, pero su finalidad es la misma.

La ciencia no es una sola, está compuesta por muchas ciencias particulares que estudian un determinado objeto o el mismo objeto de diferentes perspectivas.

El científico debe ser objetivo, dejar todo lo subjetivo a un lado, tarea difícil pero no imposible, y ver las cosas tal y como son, para luego poder transmitir sus teorías a otros hombres de ciencia y al mundo en general.

Este tipo de conocimiento es el que, fundamentalmente, da razones, es decir, explica el porqué de las cosas (o al menos tiende a este fin). Se le puede llamar 'conocimiento objetivo', pues sobrepasa la mera opinión individual (subjetiva) y se sitúa como 'posible de ser comprobado'.

Ahora bien, el conocimiento científico es superior al vulgar, pero no es posible suponerlo sin éste: de las falencias del conocimiento vulgar surge la necesidad del conocimiento científico. Por eso diremos que la ciencia crece a partir del conocimiento común y le rebasa.

La investigación científica empieza en el lugar mismo en que la experiencia y el conocimiento ordinario dejan de resolver -o siquiera plantear- problemas.

No obstante, la ciencia no es una mera prolongación, un simple afinamiento del conocimiento ordinario. La ciencia es un conocimiento de naturaleza especial: arriesga e inventa conjeturas que van más allá del conocimiento común, y somete estos supuestos a contrastación en la experiencia.

Por lo tanto, el conocimiento ordinario o vulgar no puede ser juez autorizado de la ciencia, y el intento de estimar las ideas y los procedimientos científicos a la luz del conocimiento común es descabellado. La ciencia elabora sus propios cánones de validez, por ello se encuentra en muchos aspectos bastante alejada en sus perspectivas respecto de lo que ordinariamente aceptamos o suponemos como correcto o evidente. Para este tipo de conocimiento, la opinión común o tradicional se va convirtiendo en materia fósil.

Características del Conocimiento Científico

1. El conocimiento científico es crítico porque trata de distinguir lo verdadero de lo falso. Se distingue por justificar sus conocimientos, por dar pruebas de sus verdad, por eso es fundamentado, porque demuestra que es cierto.

2. Se fundamenta a través de los métodos de investigación y prueba, el investigador sigue procedimientos, desarrolla su tarea basándose en un plan previo. La investigación científica no es errática sino planeada.

3. Su verificación es posible mediante la aprobación del examen de la experiencia. Las técnicas de la verificación evolucionan en el transcurso del tiempo.

4. Es sistemático porque es una unidad ordenada, lo nuevos conocimientos se integran al sistema, relacionándose con los que ya existían. Es ordenado porque no es un agregado de informaciones aisladas, sino un sistema de ideas conectadas entre sí.

5. Es un saber unificado porque no busca un conocimiento de lo singular y concreto, sino el conocimiento de lo general y abstracto, o sea de lo que las cosas tienen de idéntico y de permanente.

6. Es universal porque es válido para todas las personas sin reconocer fronteras ni determinaciones de ningún tipo, no varía con las diferentes culturas.

7. Es objetivo porque es válido para todos los individuos y no solamente para uno determinado. Es de valor general y no de valor singular o individual. Pretende conocer la realidad tal como es, la garantía de esta objetividad son sus técnicas y sus métodos de investigación y prueba.

8. Es comunicable mediante el lenguaje científico, que es preciso e unívoco, comprensible para cualquier sujeto capacitado, quien podrá obtener los elementos necesarios para comprobar la validez de las teorías en sus aspectos lógicos y verificables.

9. Es racional porque la ciencia conoce las cosas mediante el uso de la inteligencia, de la razón.

10. El conocimiento científico es provisorio porque la tarea de la ciencia no se detiene, prosigue sus investigaciones con el fin de comprender mejor la realidad. La búsqueda de la verdad es una tarea abierta.

11. La ciencia explica la realidad mediante leyes, éstas son las relaciones constantes y necesarias entre los hechos. Son proposiciones universales que establecen en que condiciones sucede determinado hecho, por medio de ellas se comprenden hechos particulares. También permiten adelantarse a los sucesos, predecirlos. Las explicaciones de los hechos son racionales, obtenidas por medio de la observación y la experimentación.

II MECÁNICA

2.1 Fuerza

FRICCIÓN O ROZAMIENTO

Siempre que un cuerpo se desliza sobre otro se presenta una fuerza que se opone a su desplazamiento, llamada fricción.

La fricción o rozamiento es una fuerza que dos superficies en contacto ejercen una sobre la otra; es la fuerza que se opone al deslizamiento de una superficie sobre la otra.

Existen dos clases de fricción: estática y dinámica o de movimiento.

La fuerza de fricción estática es la reacción que presenta un cuerpo en reposo oponiéndose a su deslizamiento sobre otra superficie.

La fuerza de fricción dinámica tiene un valor igual a la que se requiere aplicar para que un cuerpo se deslice a velocidad constante sobre otro.

La fuerza de fricción estática será en cualquier situación un poco mayor que la de la fricción dinámica, ya que se requiere aplicar más fuerza para lograr que un cuerpo inicie su movimiento, que la necesaria para que lo conserve a velocidad constante.

La fuerza de fricción por deslizamiento f es directamente proporcional a la fuerza normal N que tiende a mantener unidas ambas superficies debido al peso.

f = &µ N ecuación 31

Donde:

f = fuerza de fricción en Newtons (N).

N = fuerza normal que tiende a mantener unidas las superficies en contacto debido al peso en N.

&µ = Constante de proporcionalidad llamada coeficiente de fricción por deslizamiento, adimensional (sin unidades).

Si la fuerza F aplicada a un cuerpo es mayor que la requerida para vencer el rozamiento f, la fuerza resultante (F – f) es efectiva para producir aceleración. Como una ecuación de movimiento, la ecuación 29 de Newton de la fuerza toma la forma

F-f= ma ecuación 32

Donde:

F = fuerza total en N

f= fuerza de fricción en N

m = masa del cuerpo en kg.

a = aceleración uniforme en m/s2

EJEMPLO 1

¿Qué fuerza se requiere para arrastrar una olla con monedas de oro de 60kg, por encima de la superficie lisa de un suelo de roble, si &µ = 0.55?

Datos

f = ?

m = 60 kg

&µ = 0.55 m

a = 9.8 m/s2

Formula y desarrollo

f = &µ N

N = P = mg

f = &µmg

f = (O.55)(60 kg)(9.8 m/s2) = 323.4 kgm/s2

f= 323.4 N

EJEMPLO 2

Para que un bloque de madera de 50 N inicie su deslizamiento con una velocidad constante sobre una mesa de madera, se aplica una fuerza de 30 N ¿Cuál será el coeficiente de fricción entre las dos superficies?

Figura 82.

Datos

P =N= 50N

F =30 N

&µ =?

Formula y desarrollo

F = &µ N &µ =

&µ = 0.6

&µ = 0.6

Se define como fuerza de rozamiento o fuerza de fricción entre dos superficies en contacto a la fuerza que se opone al movimiento de una superficie sobre la otra (fuerza de fricción dinámica) o a la fuerza que se opone al inicio del movimiento (fuerza de fricción estática). Se genera debido a las imperfecciones, especialmente microscópicas, entre las superficies en contacto. Estas imperfecciones hacen que la fuerza entre ambas superficies no sea perfectamente perpendicular a éstas, sino que forma un ángulo f con la normal (el ángulo de rozamiento). Por tanto, esta fuerza resultante se compone de la fuerza normal (perpendicular a las superficies en contacto) y de la fuerza de rozamiento, paralela a las superficies en contacto.

Rozamiento entre superficies de sólidos

En el rozamiento entre cuerpos sólidos se ha observado que son válidos de forma aproximada los siguientes hechos empíricos:

• La fuerza de rozamiento se encuentra en la dirección de la superficie de apoyo.

• El coeficiente de rozamiento es prácticamente independiente del área de la superficie de contacto.

• El coeficiente de rozamiento depende de la naturaleza de los cuerpos en contacto, así como del estado en que se encuentren sus superficies.

• La fuerza máxima de rozamiento es directamente proporcional a la fuerza normal que actúa entre las superficies de contacto.

• Para un mismo par de cuerpos, el rozamiento es mayor un instante antes del movimiento que cuando se está en movimiento.

Algunos autores sintetizan las leyes del comportamiento friccional en las siguientes dos leyes básicas:1

• La resistencia al deslizamiento tangencial entre dos cuerpos es proporcional a la fuerza normal ejercida entre los mismos.

• La resistencia al deslizamiento tangencial entre dos cuerpos es independiente de las dimensiones de ambos.

La segunda ley puede ilustrarse arrastrando un bloque o ladrillo sobre una superficie plana. La fuerza de arrastre será la misma aunque el bloque descanse sobre una cara o sobre un borde. Estas leyes fueron establecidas primeramente por Leonardo da Vinci al final del siglo XV, olvidándose después durante largo tiempo y fueron posteriormente redescubiertas por el ingeniero frances Amontons en 1699. Frecuentemente se les denomina también leyes de Amontons.

Tipos de rozamiento

Existen dos tipos de rozamiento o fricción, la fricción estática y la fricción dinámica. El primero es una resistencia, la cual se debe superar para poner movimiento un cuerpo con respecto a otro que se encuentra en contacto. El segundo, es una fuerza de magnitud constante que se opone al movimiento una vez que éste ya comenzó. En resumen, lo que diferencia a un roce con el otro es que el estático actúa cuando el cuerpo está en reposo y el dinámico cuando está en movimiento.

El roce estático es siempre menor o igual al coeficiente de rozamiento entre los dos objetos (número que se mide experimentalmente y está tabulado) multiplicado por la fuerza normal. El roce cinético, en cambio, es igual al coeficiente de rozamiento, denotado por la letra griega por la normal en todo instante.

No se tiene una idea perfectamente clara de la diferencia entre el rozamiento dinámico y el estático, pero se tiende a pensar que el estático es mayor que el dinámico, porque al permanecer en reposo ambas superficies, pueden aparecer enlaces iónicos, o incluso microsoldaduras entre las superficies. Éste fenómeno es tanto mayor cuanto más perfectas son las superficies. Un caso más o menos común es el del gripaje de un motor por estar mucho tiempo parado (no sólo se arruina por una temperatura muy elevada), ya que al permanecer las superficies del pistón y la camisa durante largo tiempo en contacto y en reposo, pueden llegar a soldarse entre sí.

Un ejemplo bastante simple de fricción dinámica es la ocurrida con los neumáticos de un auto al frenar.

Como comprobación de lo anterior, realicemos el siguiente ensayo, sobre una superficie horizontal colocamos un cuerpo, y le aplicamos un fuerza horizontal F , muy pequeña en un principio, podemos ver que el cuerpo no se desplaza, la fuerza de rozamiento iguala a la fuerza aplicada y permanece en reposo, en la gráfica representamos en el eje horizontal la fuerza F aplicada, y en el eje vertical la fuerza de rozamiento Fr.

Entre los puntos O y A, ambas fuerzas son iguales y el cuerpo permanece estático, al sobrepasar el punto A el cuerpo súbitamente se comienza a desplazar, la fuerza ejercida en A es la máxima que el cuerpo puede soportar sin deslizarse la llamaremos Fe, fuerza estática, la fuerza necesaria para mantener el cuerpo en movimiento una vez iniciado el desplazamiento Fd, fuerza dinámica, es menor que la que fue necesaria para iniciarlo, Fe. La fuerza dinámica permanece constante.

Si la fuerza de rozamiento Fr es proporcional a la normal N, y la constante de proporcionalidad la llamamos

y permaneciendo la fuerza normal constante, podemos calcular dos coeficientes de rozamiento el estático y el dinámico:

donde el coeficiente de rozamiento estático corresponde a la mayor fuerza que el cuerpo puede soportar antes de iniciar el movimiento y el coeficiente de rozamiento dinámico es el que corresponde a la fuerza necesaria para mantener el cuerpo en movimiento una vez iniciado.

Rozamiento estático

Sobre un cuerpo en reposo al que aplicamos una fuerza horizontal F, intervienen cuatro fuerzas:

F: la fuerza aplicada.

Fr: la fuerza de rozamiento entre la superficie de apoyo y el cuerpo, y que se opone al movimiento.

P: el peso del propio cuerpo, igual a su masa por la aceleración de la gravedad.

N: la fuerza normal, que la superficie hace sobre el cuerpo sosteniéndolo.

Dado que el cuerpo esta en reposo la fuerza aplicada y la fuerza de rozamiento son iguales, y el peso del cuerpo y la normal:

Sabemos que el peso del cuerpo P es el producto de su masa por la gravedad, y que la fuerza de rozamiento es el coeficiente estático por la normal:

esto es:

La fuerza horizontal F máxima que podemos aplicar a un cuerpo en reposo es igual al coeficiente de rozamiento estático por su masa y por la aceleración de la gravedad.

Rozamiento dinámico

Sobre un cuerpo en movimiento, sobre una superficie horizontal intervienen las siguientes fuerzas:

F: la fuerza aplicada.

Fr: la fuerza de rozamiento entre la superficie de apoyo y el cuerpo, y que se opone al movimiento.

Fi: fuerza de inercia, que se opone a la aceleración de cuerpo, y que es igual a la masa del cuerpo m por la aceleración que sufre a.

P: el peso del propio cuerpo, igual a su masa por la aceleración de la gravedad.

N: la fuerza normal, que la superficie hace sobre el cuerpo sosteniéndolo.

Como equilibrio dinámico, podemos establecer que:

Sabiendo que:

podemos deducir:

esto es, la fuerza F aplicada a un cuerpo es igual a la fuerza de rozamiento Fr mas la fuerza de inercia Fi que el cuerpo opone a ser acelerado. De lo también podemos deducir:

Con lo que tenemos la aceleración a que sufre el cuerpo, al aplicarle una fuerza F mayor que la fuerza de rozamiento Fr con la superficie sobre la que se apoya.

Rozamiento en un plano inclinado

Rozamiento estático

Si sobre una la línea horizontal r, tenemos un plano inclinado s, un ángulo y sobre este plano inclinado colocamos un cuerpo con rozamiento sobre el plano inclinado, tendremos tres fuerzas que intervienen:

P: el peso del cuerpo vertical hacia abajo según la recta u, y con un valor igual a su masa por la aceleración de la gravedad: P = mg.

N: la fuerza normal que hace el plano sobre el cuerpo, perpendicular al plano inclinado, según la recta t

Fr: la fuerza de rozamiento entre el plano y el cuerpo, paralela al plano inclinado y que se opone a su deslizamiento.

Si el cuerpo esta en equilibrio, no se desliza, la suma vectorial de estas tres fuerzas es cero:

Lo que gráficamente seria un triángulo cerrado formado por estas tres fuerzas, puestas una a continuación de otra, como se ve en la figura.

Si el peso P del cuerpo lo descomponemos en dos componentes: Pn, peso normal, perpendicular al plano, que es la componente del peso que el plano inclinado soporta y Pt, peso tangencial, que es la componente del peso tangencial al plano inclinado y que tiende a desplazar el cuerpo descendentemente por el plano inclinado. Podemos ver que el Pn se opone a la normal, N, y el peso tangencial Pt a la fuerza de rozamiento Fr.

Podemos decir que el Pn es la fuerza que el cuerpo ejerce sobre el plano inclinado y la normal, N, es la fuerza que el plano inclinado hace sobre el cuerpo impidiendo que se hunda, Pn = N para que este en equilibrio. El peso tangencial Pt es la fuerza que hace que el cuerpo tienda a deslizarse por el plano y Fr es la fuerza de rozamiento que impide que el cuerpo se deslice, para que este en equilibrio Pt = Fr.

Cuando el cuerpo esta en equilibrio estas dos ecuaciones determinan la igualdad de fuerzas, también es necesario saber que:

y que la descomposición del peso es:

Con lo que determinamos las condiciones del equilibrio de un cuerpo en un plano inclinado con el que tiene fricción. Es de destacar la siguiente relación:

Haciendo la sustitución de N, tenemos:

que da finalmente como resultado:

El coeficiente de rozamiento estático es igual a la tangente del ángulo del plano inclinado, en el que el cuerpo se mantiene en equilibrio sin deslizar, esto nos permite calcular los distintos coeficientes de rozamiento, simplemente colocando un cuerpo de un material concreto sobre un plano inclinado del material con el que queremos calcular su coeficiente de rozamiento, inclinando el plano progresivamente observamos el momento en el que el cuerpo comienza a deslizarse, la tangente de este ángulo es el valor del coeficiente de rozamiento. Del mismo modo conocido el coeficiente de rozamiento entre dos materiales podemos saber el ángulo máximo de inclinación que puede soportar sin deslizar.

Rozamiento dinámico

En el caso de rozamiento dinámico en un plano inclinado, tenemos un cuerpo que se desliza y que al estar en movimiento, el coeficiente que interviene es el dinámico así como una fuerza de inercia Fi, que se opone al movimiento, el equilibrio de fuerzas se da cuando:

descomponiendo los vectores en sus componentes normales y tangenciales, tenemos:

Teniendo en cuenta que:

y como en el caso de equilibrio estático, tenemos:

Con estas ecuaciones determinamos las condiciones de equilibrio dinámico del cuerpo con fricción en un plano inclinado. Si el cuerpo se desliza sin aceleración, a velocidad constante, su fuerza de inercia Fi será cero, y podemos ver que:

esto es, de forma semejante al caso estático:

con lo que podemos decir que el coeficiente de rozamiento dinámico de un cuerpo con la superficie de un plano inclinado, es igual a la tangente del ángulo del plano inclinado con el que el cuerpo se desliza sin aceleración, con velocidad constante, por el plano.

Valores de los coeficientes de fricción

En la tabla podemos ver los coeficiente de rozamiento de algunas sustancias donde

Los coeficientes de rozamiento al ser la relación entre dos fuerzas son magnitudes adimensionales.

Rozamiento entre sólido y fluido

La fricción aerodinámica depende del régimen o tipo de flujo que exista alrededor del cuerpo en movimiento:

• Cuando el flujo es laminar la fuerza de oposición al avance puede modelizarse como proporcional a la velocidad del cuerpo, un ejemplo de este tipo de resistencia aerodinámica es la ley de Stokes para cuerpos esféricos.

• Cuando el cuerpo se mueve rápidamente el fujo se vuelve turbulento y se producen remolinos alrededor del cuerpo en movimiento, y como resultado la fuerza de resistencia al avance es proporcional al cuadrado de la velocidad (v2), de hecho, es proporcional a la presión aerodinámica.

Rozamiento en medios fluidos [editar]

Artículo principal: Viscosidad

El modelo más simple de fluido viscoso lo constituyen los fluidos newtonianos en los cuales el vector tensión debido al rozamiento entre unas capas de fluido y otras viene dado por:

Donde:

(ux, uy, uz), son las componentes de la velocidad.

Para un flujo unidimensional la anterior ecuación se reduce a la conocida expresión:

2.1 EQUILIBRIO DE SÓLIDO RÍGIDO CON FUERZAS COPLANARES NO PARALELAS Y CONCURRENTES

Las fuerzas son coplanares si se encuentran en el mismo plano.

2.1.1 DEFINICIÓN DE EQUILIBRIO

Existe equilibrio en un cuerpo cuando las fuerzas que actúan sobre él tienen una suma resultante igual a cero. Un cuerpo tiende a permanecer en movimiento; mediante el análisis sencillo, observaremos que el cuerpo permanecerá en reposo; sí está en equilibrio y si el cuerpo está en movimiento, éste se mantendrá a una velocidad constante. Si únicamente dos fuerzas actúan sobre un cuerpo en equilibrio, un estudio sencillo puede demostrar que son iguales en magnitud y opuestas en dirección.

Un ejemplo de fuerzas en equilibrio sería un semáforo colgado del techo (véase figura 23). La fuerza hacia abajo o peso (Fg) está equilibrada por la tensión del cable hacia arriba. Aquí, las fuerzas son iguales en magnitud y opuestas en sentido.

Si en alguna ocasión te has jalado de las manos con otra persona, y observas que no existe ningún movimiento oponente, sabrás que las fuerzas que actúan son iguales pero opuestas en cada extremo, por lo tanto se realiza una condición de equilibrio.Si igual las dos fuerzas se vuelven desiguales, ya no existirá el equilibrio y entonces habrá un movimiento en dirección a la fuerza mayor. Se notara, en el caso del equilibrio, que la tensión de cada mano es de 50 y no de 100 N.

Cuando un cuerpo esta equilibrado, la resultante de todas las fuerzas que actúan sobre él es cero. En este caso ambas componentes rectangulares deben ser también iguales a cero; condición para que un cuerpo permanezca en equilibrio.

Figura 23. Un semáforo colgado del techo se encuentra en equilibrio.

Tres fuerzas concurrentes en equilibrio

Si sobre un cuerpo actúan tres fuerzas, y éste se encuentra en equilibrio, la resultante de las tres fuerzas debe ser igual a cero, por lo que, para que el cuerpo esté en equilibrio, la suma de vectores de las tres fuerzas debe ser igual a cero.

? F = 0

Al dibujar los vectores a escala en sus respectivas direcciones, se obtiene un polígono cerrado, que es un triángulo.

EJEMPLO 1

Un semáforo está suspendido de dos soportes, como se muestra en la figura 27. Las tres fuerzas que actúan a través del punto común O, son Fg, del peso del semáforo que es de 500 N que actúa en línea recta hacia abajo, F1, la tensión de un cable a 45° hacia arriba y a la izquierda; y F2, la tensión del otro cable, a 30° hacia arriba y a la derecha. Calculemos gráfica y analíticamente las magnitudes de las tensiones.

Figura 27. Tres fuerzas producen equilibrio si su suma vectorial es cero.

Datos

F = 500 N

F1 = ?

F2 = ?

• a) Cálculo gráfico

Fg + F1 + F2 = 0

El diagrama de fuerzas demuestra las condiciones del equilibrio; se representa la magnitud de las fuerzas F1 y F2. La manera de efectuarlo es:

1°. Si dibuja en cualquier parte de una línea horizontal auxiliar (D) un punto, que se denominará (A), que representará el origen del primer vector de 5 unidades. Cada una equivale a 100 N, será derecha y hacia abajo, que representa a Fg (al peso del semáforo.

2°. En la parte final del vector Fg 500 N, se dibuja otra línea auxiliar (E) paralela a la horizontal anterior. A este yunto se le denomina (B).

3°. Se traza desde el punto A una línea a 45°, que será el vector F1 A partir del punto B, se traza una línea a 30° que representa al vector F2. La prolongación de las mismas dará un punto que denominaremos C.

4°. Al tomar las medidas de las líneas continuadas AC y BC se observa que tienen, longitudes de 4.48 cm. y 3.66 cm, que equivalen a las fuerzas y sus valores. Son las fuerzas F1 = 448 N y F2 = 366 N, respectivamente.

b) Cálculo analítico

Primero se determinan los ángulos internos del triángulo ABC luego se aplica la ley de los senos para encontrar 1as longitudes de los lados AC y BC. Usando

A D

450

450 F1=448N

F~g SOON

750

600

E2 = 366N

B E.

Fi mr i 27+ Los ángulos internos 45t ~ y 75~, del tri~ngui o AB

1,> Cálculo analítico

Prim ro se determinait los ángulos internos del triángulo Alt y luego se aplica la ley de los senos para encontr r las longitudes dolos ]adosAcyBc. Usando

https://sites.google.com/a/ps.edu.pe/quintoctaps/ESTATICA/problemas-resueltos-de-la-primera-condicion-de-equilibrio

http://www.electronicaestudio.com/docs/fd30catalogo.pdf

FUENTE DE VOLTAJE

Autor:

Ivan Palencia López