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DIFICULTADES DEL CONCEPTO NEWTONIANO DE FUERZA |
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Aceptar el tercer principio de la dinámica
newtoniana equivale a admitir que entre dos objetos colocados a
una cierta distancia, entre los que puede no haber nada, se
ejerce una interacción. Esto plantea un problema, que el propio
Newton reconoció: ¿Cómo es posible que se ejerzan fuerzas dos
objetos, no habiendo nada entre ellos? Es decir, ¿cuál puede ser
el mecanismo de la interacción?
En relación con
este problema
Descartes
(1596-1650) había elaborado una hipótesis, llamada de los
vórtices o torbellinos de materia, según la cual la materia
llenaría todo el espacio y, mediante torbellinos, transmitiría
la interacción entre los cuerpos. En la formulación de esta
hipótesis para explicar las interacciones tuvo mucho que ver el
“horror al vacío”, una tendencia espontánea a
no admitir que entre los objetos no exista nada material. Pero
había otra razón que apoyaba esta hipótesis: una lógica
reticencia a aceptar que puedan existir fuerzas que actúen a
distancia e instantáneamente. Esta reticencia ha sido casi
siempre compartida por la mayoría de los físicos y, también, en
la época de asentamiento de la mecánica de Newton. Sin embargo,
no fue motivo suficiente para afectar a la esencia de dicha
mecánica en su época de esplendor.
Fue bastante después, concretamente durante el siglo XIX, cuando
se elaboró el concepto de campo, que rivalizó con la noción
tradicional de fuerza y empezó a desplazarla.
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Con el
establecimiento de la Relatividad, el concepto
newtoniano de fuerza tropezó con nuevas dificultades,
que se derivan del hecho de que existe un límite
superior de velocidades, inalcanzable para cualquier
objeto material.
Tal como
muestra la animación adjunta, al aplicar los principios
de la dinámica, se deduce que un objeto, inicialmente en
reposo, sobre el cual actúe solamente una fuerza
constante, debería tener un movimiento de aceleración
constante, es decir, rectilíneo y uniformemente
acelerado. Por lo tanto, su velocidad, v, debería
aumentar de una forma lineal y progresiva con el tiempo
(un tiempo absoluto) La relatividad especial, en cambio,
tiene en cuenta que existe un límite superior de
velocidades, c. De tal forma que, al representar
la gráfica de la relación de la velocidad con el tiempo en el marco relativista, se obtiene una curva.
En
1964
William Bertozzi realizó un
experimento,
cuyos resultados
concuerdan plenamente
la predicción relativista.
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aquí para
descargar la animación [Si no lo tienes instala
Modellus 2.5 (32 bits) o
Modellus 3 (64 bits)] |
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La existencia del límite superior de
velocidades también imposibilita de un modo rotundo la hipótesis
de Newton de considerar a las fuerzas como "acciones a distancia
e instantáneas", no sólo por la dificultad para explicar el
mecanismo de la interacción entre los objetos, sino además,
porque mantener dicha hipótesis exige atribuir una velocidad
infinita a la propagación de la información: ¿cómo si no podrá
una partícula responder de manera inmediata a la acción
atractiva o repulsiva de otra? |
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