CONTRIBUCIÓN DEL TIRO HORIZONTAL A LA SÍNTESIS NEWTONIANA


 
 

Una característica importante de la física  de Aristóteles (384 a. C. - 322 a. C.) fue plantear una separación radical entre dos "mundos": un mundo sublunar imperfecto o terrestre y el mundo celeste o perfecto. Se consideraba que estas dos partes del Universo funcionan obedeciendo a leyes diferentes: en el mundo celeste, el Sol, la Luna y las estrellas se mueven aparentemente de forma regular y permanente siguiendo círculos suaves y uniformes alrededor de la Tierra; en cambio, en el mundo imperfecto terrestre, el estado natural de los objetos es el reposo, es necesario intervenir sobre ellos para ponerlos en movimiento (y para mantener dicho movimiento) y todos los objetos, lanzados con mayor o menor velocidad, siempre caen al suelo y terminan parándose.

Con el establecimiento de las leyes de la mecánica newtoniana y de forma particular al formular la ley de gravitación, Newton (1643-1727) declaró el carácter universal de las leyes de la mecánica y promovió una ruptura con la tradicional separación entre los llamados "movimientos de objetos terrestres y celestes".

 
     
 

 

La ilustración adjunta, similar al dibujo que encontramos en la portada de muchas ediciones de los Principia de Newton, ayuda a ver la contribución que puede hacer el estudio del tiro horizontal a la síntesis newtoniana. Un objeto lanzado horizontalmente desde una colina V realiza un movimiento parabólico hasta caer en un cierto punto D. Si la velocidad es mayor, el mismo objeto caerá en el punto E, F,.. Ahora bien, si la velocidad del lanzamiento es bastante mayor, ocurrirá para un cierto valor de ésta, que la relación entre su movimiento de avance horizontal y el de caída vertical coincida exactamente con la relación existente entre el avance horizontal del suelo terrestre y la caída de éste (se ha de tener en cuenta la esfericidad de la Tierra) El objeto caerá entonces al mismo ritmo que "cae" el propio suelo terrestre, con lo que siempre estará a la misma altura y, por tanto, describirá una trayectoria circular alrededor de la Tierra, como hacen los satélites.

 
 

La siguiente animación reproduce este razonamiento de Newton.

 
     
 

 

Vemos, con ella, que no se plantean diferencias fundamentales entre el movimiento regular de un satélite (un movimiento "celeste") y el de un tiro horizontal que termina chocando contra el suelo (un movimiento "terrestre") cuando se interpretan bajo el paraguas de las leyes de Newton. Se requieren las mismas leyes fundamentales para estudiar ambos movimientos y es únicamente el valor de la velocidad inicial en relación con la altura del lanzamiento lo que determina que el objeto siga una trayectoria parabólica o circular.

Clic aquí para descargar esta animacion. [Recuerda que para abrirla y manipularla has de usar Modellus 2.5 en ordenadores de 32 bits o Modellus 3 en ordenadores de 64 bits]

 
     
 

Estos casos y los de otras trayectorias que también son posibles bajo estas condiciones (órbita elíptica, trayectoria hiperbólica abierta,..) se desarrollan con detalle este apartado del tema dedicado al estudio del Campo gravitatorio.