Aprende los principales aportes de Isaac Newton quien fue un físico, inventor, matemático y alquimista; nacido en el año 1643 en Inglaterra. Se trata de uno de los científicos más conocidos, admirados y citados, gracias a los importantes aportes que realizo a las ciencias, especialmente en física cuántica, mecánica clásica, matemáticas y óptica.
Muchos de sus trabajos fueron destacados y sin duda que cambiaron el curso de la historia. Vale la pena resaltar los siguientes:
Principia
Conocido simplemente como Principia, “Philosophiæ naturalis principia mathematica”, es una importante obra escrita por Isaac Newton, publicada el 5 de julio de 1687. Entre su realización y su publicación hay una cantidad de tiempo considerable, esto es debido a que el científico temía que otros trataran de robar sus descubrimientos.
Esta obra marcó un punto de inflexión en las ciencias, se considera la obra científica más importante de la historia. En ella, Newton plasma sus descubrimientos en áreas de la mecánica, física y cálculo matemático.
Gravitación
La ley de la gravitación universal de Newton es una de sus aportaciones más conocidas e influyentes en el campo de la física. La gravitación es el estudio de cómo los objetos se atraen entre sí debido a la fuerza gravitatoria.
La ley de la gravitación universal
La ley de la gravitación universal establece que todos los objetos en el universo se atraen entre sí con una fuerza directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellos. Esta ley fue establecida por Newton en su obra «Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica» en 1687.
Contribución a la teoría de la órbita planetaria
La ley de la gravitación universal permitió a Newton explicar la razón por la cual los planetas se mantienen en órbita alrededor del sol. Antes de esta ley, se pensaba que la fuerza que mantenía a los planetas en movimiento era la misma que hacía que las manzanas cayeran de los árboles. Pero la ley de la gravitación universal demostró que era una fuerza de atracción mutua entre todos los objetos en el universo lo que hacía que los planetas se movieran en sus órbitas.
Cálculo de la masa de la Tierra
Newton también utilizó la ley de la gravitación universal para calcular la masa de la Tierra. Observando la caída de los objetos en la superficie terrestre y midiendo su velocidad, Newton pudo calcular la aceleración debida a la gravedad y utilizarla para determinar la masa de la Tierra.
Desarrollo del concepto de campo gravitatorio
La ley de la gravitación universal de Newton fue el primer paso para desarrollar el concepto moderno de campo gravitatorio. La ley establece que los objetos se atraen entre sí debido a la fuerza gravitatoria, lo que implica que la gravedad es una propiedad del espacio y del tiempo en el universo. Esto llevó a la idea de que el espacio está curvado por la presencia de objetos masivos, lo que a su vez afecta el movimiento de otros objetos.
Ley de Convección Térmica
Actualmente, se conoce como la ley del enfriamiento de Newton, propone que la transferencia de calor entre un cuerpo y su entorno depende de la temperatura que ambos elementos posean. En otras palabras, la pérdida o ganancia de calor que tiene un cuerpo es proporcional a la diferencia de temperatura que existe entre él y el ambiente donde se encuentra.
¿Cómo se mueve el sonido?
Según Newton, la velocidad del sonido no depende de su frecuencia o intensidad, sino de las propiedades físicas del fluido por donde viaja. En este sentido, la velocidad de propagación del sonido, depende del medio en el que se transmita, ya que la posición u ordenamiento de las partículas jugarán un papel importante en la transmisión de las vibraciones sonoras.
Alquimia
El hecho de que Isaac Newton estudiara alquimia tardó en saberse, debido a que se trataba de algo ilegal para la época. Sin embargo, realizó muchos trabajos en el área firmando con pseudónimo para no ser descubierto. En la mayoría de sus obras como alquimista se puede notar como relacionaba esta ciencia con sus estudios de mecánica clásica, hablando sobre la atracción de las moléculas y la fuerza entre las interacciones.
Algunas de sus obras, se mencionan a continuación:
- Theatrum Chemicum
- The Vegetation of Metals
- Index Chemicus
- De Natura Acidorum
- Ripley Expounded
- Praxis
Matemáticas
En esta sección, nos enfocamos en las contribuciones de Isaac Newton en el campo de las matemáticas, que fueron igualmente impresionantes que sus aportaciones en la física.
Cálculo infinitesimal
El cálculo infinitesimal es una rama de las matemáticas que se ocupa del estudio de las funciones y su comportamiento en el límite. Newton es considerado uno de los creadores del cálculo, junto con Gottfried Wilhelm Leibniz. Newton desarrolló su teoría del cálculo a lo largo de la década de 1660 y la publicó en su obra «Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica». Sus métodos permitieron la resolución de problemas que antes eran imposibles de resolver, y el cálculo se convirtió en una herramienta indispensable para la física y la ingeniería.
Serie de potencias
Newton también descubrió las series de potencias, que son una forma de expresar funciones como una serie infinita de términos que involucran potencias de una variable. Estas series se utilizan para aproximar funciones, lo que las hace útiles en la física y en otras áreas de la matemática. Newton utilizó esta técnica para calcular la órbita de los planetas, lo que le permitió demostrar que la órbita de la Tierra alrededor del Sol no era un círculo perfecto, sino una elipse.
Binomio de Newton
El binomio de Newton es una fórmula que permite expandir un binomio elevado a cualquier potencia. Newton descubrió esta fórmula, que se utiliza para simplificar cálculos en álgebra y estadística. La fórmula del binomio de Newton se escribe como (a + b)^n = a^n + na^(n-1)b + (n(n-1)/2!)a^(n-2)b^2 + … + b^n.
Ley de enfriamiento de Newton
La ley de enfriamiento de Newton es una ecuación diferencial que describe cómo cambia la temperatura de un objeto en función del tiempo cuando está en contacto con un medio que está a una temperatura diferente. Newton descubrió esta ley mientras estudiaba la transferencia de calor y la termodinámica. La ley se utiliza en la física y en la ingeniería para describir el enfriamiento de objetos.
Óptica
En esta sección, nos enfocamos en las contribuciones de Isaac Newton en el campo de la óptica, la rama de la física que se encarga del estudio de la luz y sus propiedades.
El espectro de la luz
En 1666, Newton realizó uno de sus experimentos más famosos al pasar un rayo de luz blanca a través de un prisma triangular de cristal. Descubrió que el prisma dividía la luz blanca en un espectro de colores: rojo, naranja, amarillo, verde, azul, añil y violeta. Este espectro se conoce como el espectro visible y es la base de la teoría del color. Newton también demostró que los colores en el espectro visible no podían ser separados aún más y que la luz blanca era una mezcla de todos ellos.
Leyes de la reflexión y la refracción
Newton también descubrió las leyes de la reflexión y la refracción de la luz. La ley de la reflexión establece que el ángulo de incidencia de un rayo de luz que llega a una superficie reflectante es igual al ángulo de reflexión. La ley de la refracción establece que el ángulo de incidencia de un rayo de luz que entra en un medio más denso se desvía hacia la normal a la superficie de separación, y que el ángulo de refracción depende de la diferencia de índices de refracción de los dos medios.
Telescopio reflector
Newton también diseñó y construyó el primer telescopio reflector en 1668. En lugar de utilizar lentes, el telescopio reflector utilizaba un espejo cóncavo para enfocar la luz, lo que permitía a los astrónomos ver objetos más distantes y con mayor claridad. El telescopio reflector es ampliamente utilizado en la actualidad en la investigación astronómica.
Difracción de la luz
Aunque no fue descubierto por Newton, este científico fue uno de los primeros en investigar la difracción de la luz. La difracción es un fenómeno que ocurre cuando la luz pasa a través de una abertura o alrededor de un objeto. Newton observó patrones de franjas de luz y oscuridad en una pantalla después de que la luz pasara a través de un pequeño agujero. Este fenómeno se utiliza en la actualidad en la investigación en física y en la tecnología de las ondas.
Mecánica clásica
Ley de inercia
La ley de inercia, también conocida como la primera ley del movimiento, establece que un objeto en reposo o en movimiento uniforme continuará en su estado de movimiento a menos que se le aplique una fuerza externa. Esta ley fue descubierta por Newton en su obra «Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica», publicada en 1687.
Las Leyes de Newton
Newton desarrolló tres leyes, las cuales aparecen en su obra Principia, que describen la relación entre un cuerpo y las fuerzas que actúan sobre él. Son fundamentales en física y matemáticas, usadas para explicar la manera en la que el movimiento de un cuerpo se sujeta a tres principios básicos.
- Primera, Ley de Inercia: Todo cuerpo permanece en reposo, a menos que alguna otra fuerza ejerza presión sobre él.
- Segunda, Ley La Fuerza: Formula que la fuerza es igual a la masa por la aceleración producida en el cuerpo; es decir, si un cuerpo está en reposo, pero algo lo mueve con suficiente fuerza para desplazarlo, este se desplazará.
- Tercera, Ley de Acción y Reacción: Cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro, este último ejercerá la misma cantidad de fuerza, pero en dirección contraria.
En esta sección nos enfocaremos en la mecánica clásica, uno de los campos más destacados en la obra de Isaac Newton. Este tema se refiere al estudio de los movimientos y equilibrios de los objetos materiales.
Principio de conservación del momento
El principio de conservación del momento establece que la cantidad total de momento en un sistema cerrado permanecerá constante a menos que se le aplique una fuerza externa. Esta ley es fundamental en la física y se aplica en muchos campos diferentes.
Principio de conservación de la energía
El principio de conservación de la energía establece que la energía en un sistema cerrado permanecerá constante a menos que se le aplique una fuerza externa. Esta ley es importante en muchos campos diferentes, desde la física hasta la química y la biología.
Fin del artículo.