¿Quién descubrió el impulso?

Question

He leído algún texto sobre el impulso en Wikipedia, pero no he encontrado ninguna información sobre quién descubrió el impulso. ¿Es el impulso un principio filosófico?

Answer 1

René Descartes formuló el impulso cuando vivía en Holanda. Buscaba describir matemáticamente cómo se mueven los objetos. Comenzó con la idea de que el movimiento era una propiedad conservada del universo. Utilizó las colisiones para probar esa idea. La primera expresión matemática fue el producto de la masa y la velocidad. Parecía funcionar bien para las colisiones elásticas, pero fallaba totalmente en las colisiones inelásticas. Un estudiante suyo ofreció una observación y Descartes la utilizó para añadir un aspecto direccional a la velocidad. En otras palabras, Descartes probó el producto de la masa y la velocidad y descubrió que funcionaba bien.

Newton llevó el trabajo de Descartes más allá y a partir de él desarrolló sus Leyes del Movimiento. Si se suman esas leyes, se obtiene la Ley de Conservación del Momento. Aquí es donde comenzó Descartes.

La energía llegó mucho más tarde y su introducción planteó una pregunta que nadie se ha planteado abiertamente? ¿Por qué hay dos formas matemáticas para los objetos en movimiento que utilizan las mismas variables? Una de ellas, el impulso, aumenta directamente con la velocidad y la otra no [energía cinética]. Esto no tiene ningún sentido. Si alguien intenta explicarlo, sólo conseguirá confundirle. La única respuesta que pueden dar es que así son las matemáticas. Los físicos no están dispuestos a admitir que algo está mal.

Answer 2

Estoy seguro de que fue Newton quien lo formuló matemáticamente a través de $F = ma$ . Pero, Wikipedia tiene una breve cronología de personas que pensaron en ello de una u otra forma.

Answer 3

Aunque se basa en ideas anteriores relacionadas, Jean Buridan La noción de ímpetu de la Universidad de Barcelona es muy parecida a la noción moderna de impulso. Esto es lo que dijo al respecto:

...después de salir del brazo del lanzador, el proyectil sería movido por un *impetus* que le da el lanzador y seguiría siendo movido mientras el ímpetu siguiera siendo más fuerte que la resistencia, y tendría una duración infinita si no se viera disminuido y corrompido por una fuerza contraria que lo resistiera o por algo que lo inclinara a un movimiento contrario

Estuvo muy cerca de definir $p=mv$ . Citando a la wikipedia:

Buridan sostenía además que el ímpetu de un cuerpo aumentaba con la velocidad con la que se ponía en movimiento y con su cantidad de materia.

La respuesta a tu pregunta depende de lo difusa que sea la noción de impulso. Para un cierto grado de confusión, Buridan es tu respuesta.

Answer 4

Observaciones:

1. Las especulaciones de Buridan son interesantes y probablemente contribuyeron a la definición del impulso. La contribución de Descarte fue probablemente definitiva, pero no parece haber sido ampliamente aceptada. Newton informa en los Principia de que la Royal Society había nombrado un comité de investigación sobre el asunto (que, por cierto, incluía al arquitecto Sir Christopher Wren). Newton parece haber aceptado el informe de este comité.

2. Newton no escribió la ecuación F=ma, sino que la escribió Euler varias décadas después. En su obra publicada, Newton tampoco proporcionó una definición ni una fórmula para su "cantidad de movimiento", que comúnmente se interpreta como su término de "momento".

3. La verdadera importancia del momento es que es una cantidad que se conserva (en las circunstancias adecuadas). Por eso es tan útil. La ecuación F=ma es un conjunto de ecuaciones diferenciales ordinarias de segundo orden, una para cada grado de libertad del sistema, lo que significa que, en principio, necesitamos realizar dos integraciones para cada grado de libertad para llegar a la respuesta. Las leyes de conservación son una forma de evitar la primera integración mediante una regla empírica, de ahí que a veces se les llame "primera integral" de las ecuaciones. Lo mismo ocurre con la energía y el momento angular. Estos conceptos proporcionan atajos a la integración.

4. La verdadera importancia de la energía, el momento y el momento angular sólo se pone de manifiesto cuando se considera el movimiento del aparato físico por traslación, rotación o la realización del mismo experimento en diferentes momentos. Si el sistema muestra siempre el mismo comportamiento que antes de ser movido en el espacio o en el tiempo, entonces su momento (traslaciones), su momento angular (rotación) y su energía (traslación en el tiempo) se conservan.

5. Los conceptos de la mecánica, al igual que los de todas las demás ramas del conocimiento, se descubrieron poco a poco, durante largos periodos de tiempo y gracias al esfuerzo de muchos investigadores. Además, el significado de estos conceptos no siempre se comprendió inmediatamente. Esto es especialmente cierto en el caso del concepto de momento.

6. No hay nada "sospechoso" en la física o en los conceptos de la física. La diferencia entre la dependencia de la velocidad de la energía y del momento se entiende fácilmente al considerar el proceso de integración de la NII. Se obtiene otra perspectiva sobre este mismo tema si se observan las leyes de conservación desde el punto de vista de la mecánica lagrangiana y la mecánica hamiltoniana.

7. El hecho de que la mecánica lagrangiana utilice L=T-V en lugar de la energía total está estrechamente relacionado con el tema análogo de la termodinámica. L es una energía, al igual que la energía total. La energía adecuada a una determinada formulación depende de la naturaleza de las variables que se utilizan en su descripción. La mecánica lagrangiana utiliza la posición y la velocidad como variables independientes. La energía apropiada para extremar en estas circunstancias es la T-V. Considérela como la "energía libre" del sistema. La mecánica hamiltoniana trabaja con el momento y la posición como variables. La energía apropiada para extremar aquí es la energía total. Esto es análogo al uso de la energía interna, la energía libre de Helmholtz, la entalpía o la energía libre de Gibbs en termodinámica. La mecánica routhiana, que utiliza algunas variables de velocidad y de momento (por lo que es intermedia entre la mecánica lagrangiana y la hamiltoniana) utiliza funciones routhianas que son la energía libre apropiada para esas combinaciones de variables.

8. En general, la mayoría de los comentarios anteriores me han parecido interesantes y útiles. Mi agradecimiento a sus distintos autores. No es útil en una discusión de este tipo hacer comentarios despectivos o generalizaciones calumniosas como "Los físicos no están dispuestos a admitir que algo es sospechoso". Aparte de no ser útil, este tipo de sentimiento sólo puede tacharte de desafecto (o posiblemente incluso de loco). Los juicios de valor desinformados como "La energía tiene un significado físico (existe en la naturaleza), pero el momento es completamente inventado" tampoco son útiles. Demuestran ignorancia y complacencia en esa ignorancia. Tanto la energía como el impulso son "inventados". Son elementos de un modelo matemático que hemos encontrado exitoso en la descripción de la naturaleza. Además, el momento es tan "real" en la naturaleza como lo es la energía, como descubrirías si aplicaras los frenos en una carretera helada. La conservación del impulso al continuar con un movimiento uniforme en línea recta es muy real, como lo es la destrucción de ese impulso (¡fuerza!) al chocar con una barrera sólida.

Answer 5

Jean Buridan (1295-1358) descubrió impulso cuya medida se denomina impulso . De hecho, hay un libro de texto de física reciente que define una unidad SI de momento como el Buridán (1 B = 1 kg m/s).

Buridan escribió:

Este ímpetu perduraría eternamente [ad infinitum] si no fuera disminuido y corrompido por una resistencia opuesta o por algo que tiende a un movimiento opuesto.

Esto se parece mucho a la 1ª Ley de Newton, que en realidad está contenida implícitamente en su 2ª Ley, $F=\dot{p}$ .