Isaac Newton

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Esta biografía es de uno de los grades científicos que con su trabajo han generado una diferente concepción del mundo, sus trabajos explicando la fuerza de gravedad logró  explicar el movimiento de los astros, pero fue mas allá porque marcó un estilo de pensamiento que tuvo su vigencia hasta los primeros años del siglo XX, por un momento se creo la sensación de que todos los fenómenos naturales podría explicarse bajo ciertas leyes matemáticas, hoy cuando nuestra concepción es un poco diferente vemos en este científico inglés la obra de un genio, así que veamos un poco mas la obra de este gran personaje.

– "No sé lo que puedo parecer al mundo; pero para mí mismo, sólo he sido como un niño jugando a la orilla del mar, y divirtiéndome al hallar de vez en cuando un guijarro más suave o una concha más hermosa que de costumbre, mientras que el gran océano de la verdad permanecía sin descubrir ante mí"

– “Lo que sabemos es una gota de agua; lo que ignoramos es el océano”.

– “Los hombres construimos demasiados muros y no suficientes puentes”.

Isaac Newton

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Sir Isaac Newton Isaac Newton nació en las primeras horas del 25 de diciembre de 1642 (4 de enero de 1643, según el calendario gregoriano), en la pequeña aldea de Woolsthorpe, en el Lincolnshire. Su padre, un pequeño terrateniente, acababa de fallecer a comienzos de octubre, tras haber contraído matrimonio en abril del mismo año con Hannah Ayscough, procedente de una familia en otro tiempo acomodada. Cuando el pequeño Isaac acababa de cumplir tres años, su madre contrajo de nuevo matrimonio con el reverendo Barnabas Smith, rector de North Witham, lo que tuvo como consecuencia un hecho que influiría decisivamente en el desarrollo del carácter de Newton: Hannah se trasladó a la casa de su nuevo marido y su hijo quedó en Woolsthorpe al cuidado de su abuela materna.
isaac-newton_298821s Difícilmente podría decirse que el camino de Newton a la fama estaba predeterminado. Su nacimiento fue prematuro, y durante algún tiempo pareció que no sobreviviría debido a su debilidad física. Su padre murió tres meses antes de que naciera . Cuando Newton tenía dos años de edad, su madre volvió a casarse, y el niño se fue a vivir con su anciana abuela a una granja de Woolsthorpe. Fue probablemente aquí, en un distrito de Inglaterra, donde adquirió facultades de meditación y concentración que más tarde le permitieron analizar y encontrar la solución de problemas que desconcertaban a otros científicos.
Cuando Newton tenía doce años, ingresó en la Escuela del Rey, donde vivió con un boticario llamado Clark, cuya esposa era amiga de la madre de Newton. Pasó cuatro años en ese hogar, en el que se divertía construyendo toda clase de molinos de viento, carros mecánicos, relojes de agua y cometas. Encontró un desván lleno de libros científicos que le encantaba leer, y toda suerte de sustancias químicas.
newton.lg Cuando tenía dieciséis años, murió su padrastro, y el muchacho volvió a casa a fin de ayudar a su madre en la administración de su pequeña propiedad, pero Newton no sentía inclinación a la vida del campo. Por fin, se decidió que continuará su carrera académica e ingresó en el Colegio de la Trinidad, de Cambridge.

Newton no se distinguió en el primer año de estudios en Cambridge. Pero por fortuna, tuvo la ayuda valiosa de Barrow, distinguido profesor de matemáticas. Barrow quedó impresionado con las aptitudes de Newton y en 1664, lo recomendó para una beca de matemáticas. Gracias a la instrucción de Barrow, tenía un excelente fundamento en la geometría y la óptica. Se familiarizó con la geometría algebraica de Descartes; conocía la óptica de Kepler, y estudió la refracción de la luz, la construcción de los telescopios y el pulimento de las lentes.

El estudio de la descripción algebraica del movimiento de Descartes llevó a Newton a elaborar una dinámica escrita en una forma alternativa del álgebra, la geometría. y después puso la geometría en movimiento con el desarrollo del cálculo infinitesimal. Recibió su grado de bachiller en abril de 1665. De regreso a Linconlshire por el cierre de la universidad debida a la peste y teniendo menos de 25 años comenzó a tener revolucionarios avances en matemáticas, óptica, física y astronomía.

gravedad2 Según sus propias palabras "… empecé a imaginar que la gravedad se extendía hasta la órbita de la Luna y…. a partir de la ley de Kepler sobre los tiempos periódicos de los planetas que están en proporción sesquiáltera de sus distancias del centro de sus órbitas, deduje que las fuerzas que mantienen a los planetas en sus órbitas deber ser recíprocamente los cuadrados de sus distancias de los centros alrededor de los cuales giran y por ende compare las fuerzas necesarias para mantener la Luna en su órbita con la fuerza de la gravedad en la superficie terrestre y hallé que concuerdan con bastante aproximación"
Cuando la Universidad de Cambridge se reabrió después de la peste, Newton comenzó a trabajar como profesor menor en Trinity College y después de su grado de maestro se convirtió en profesor mayor. En 1669 fue recomendado para ocupar la cátedra lucasiana.
gravedad En 1666 Newton imaginó que la gravedad de la Tierra influenciaba la Luna y contrabalanceaba la fuerza centrífuga. Con su ley sobre la fuerza centrífuga y utilizando la tercera ley de Kepler dedujo las tres leyes fundamentales de la mecánica celeste.

  • Ley de la inercia. Todo cuerpo tiene a mantener su estado de movimiento mientras no actué sobre el otra fuerza externa
  • Ley fundamental de la dinámica. La fuerza es igual a la masa por aceleración
  • Ley de la acción y la reacción. a toda fuerza siempre se le opone una reacción de la misma magnitud pero de sentido contrario

Demostró que la fuerza gravitatoria disminuye según el cuadrado de la distancia y que esto da origen a las leyes de Kepler del movimiento planetario. Expuso la Ley de la gravitación universal: Entre dos cuerpos se ejerce una fuerza de atracción directamente proporcional a sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que separa sus centros de gravedad.

Isaac Newton-lbro La primera exposición sustancial de su método de análisis matemático por medio de series infinitas la escribió Newton en 1669; Barrow conoció e hizo conocer el texto, y Newton recibió presiones encaminadas a que permitiera su publicación, pese a lo cual (o quizá precisamente por ello) el escrito no llegó a imprimirse hasta 1711.

Tampoco en las aulas divulgó Newton sus resultados matemáticos, que parece haber considerado más como una herramienta para el estudio de la naturaleza que como un tema merecedor de atención en sí; el capítulo de la ciencia que eligió tratar en sus clases fue la óptica, a la que venía dedicando su atención desde que en 1666 tuviera la idea que hubo de llevarle a su descubrimiento de la naturaleza compuesta de la luz. En febrero de 1672 presentó a la Royal Society su primera comunicación sobre el tema, pocos días después de que dicha sociedad lo hubiera elegido como uno de sus miembros en reconocimiento de su construcción de un telescopio reflector. La comunicación de Newton aportaba la indiscutible evidencia experimental de que la luz blanca era una mezcla de rayos de diferentes colores, caracterizado cada uno por su distinta refrangibilidad al atravesar un prisma óptico.

principia Halley gran amigo de Newton, lo persuadió para que publicara sus estudios y su aplicación en astronomía. En 1687 Newton publicó Philosophiae Naturalis Principia Mathematica o los Principia como siempre se han conocido. En esa obra, estableció los principios básicos de la mecánica teórica y la dinámica de los fluidos, aplicó el primer tratamiento matemático al movimiento ondulado, dedujo las leyes de Kepler a partir de la ley de cuadrados inversos de la gravitación y explicó las órbitas de los cometas; calculó las masas de la Tierra, el Sol y los planetas con sus satélites, explicó la forma aplastada de la Tierra y utilizó esta idea para explicar la presesión de los equinoccios, además de que estableció la teoría de las mareas. El Principia es un libro de lectura difícil, porque tiene un estilo de inhumana lejanía que quizá sea el más apropiado para la grandeza del tema. Asimismo contiene densas ecuaciones matemáticas de geometría clásica, poco cultivada en su época y todavía menos en la actualidad.
newtong Su teoría de la gravedad
ley de la gravitación universal, afirma que la fuerza de atracción que experimentan dos cuerpos dotados de masa es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa (ley de la inversa del cuadrado de la distancia). La ley incluye una constante de proporcionalidad (G) que recibe el nombre de constante de la gravitación universal y cuyo valor, determinado mediante experimentos muy precisos, es de:
6,670. 10-11 Nm²/kg².
Para determinar la intensidad del campo gravitatorio asociado a un cuerpo con un radio y una masa determinados, se establece la aceleración con la que cae un cuerpo de prueba (de radio y masa unidad) en el seno de dicho campo. Mediante la aplicación de la segunda ley de Newton tomando los valores de la fuerza de la gravedad y una masa conocida, se puede obtener la aceleración de la gravedad.
gravedad01 Dicha aceleración tiene valores diferentes dependiendo del cuerpo sobre el que se mida; así, para la Tierra se considera un valor de 9,8 m/s² (que equivalen a 9,8 N/kg), mientras que el valor que se obtiene para la superficie de la Luna es de tan sólo 1,6 m/s², es decir, unas seis veces menor que el correspondiente a nuestro planeta, y en uno de los planetas gigantes del sistema solar, Júpiter, este valor sería de unos 24,9 m/s².
En un sistema aislado formado por dos cuerpos, uno de los cuales gira alrededor del otro, teniendo el primero una masa mucho menor que el segundo y describiendo una órbita estable y circular en torno al cuerpo que ocupa el centro, la fuerza centrífuga tiene un valor igual al de la centrípeta debido a la existencia de la gravitación universal.
A partir de consideraciones como ésta es posible deducir una de las leyes de Kepler (la tercera), que relaciona el radio de la órbita que describe un cuerpo alrededor de otro central, con el tiempo que tarda en barrer el área que dicha órbita encierra, y que afirma que el tiempo es proporcional a 3/2 del radio. Este resultado es de aplicación universal y se cumple asimismo para las órbitas elípticas, de las cuales la órbita circular es un caso particular en el que los semiejes mayor y menor son iguales.

Isaac-Newton

newton-luz
Teoría corpuscular

Isaac Newton propuso la teoría corpuscular de la luz, según la cual la luz consiste en un flujo de partículas luminosas ( corpúsculos) , que explican su propagación rectilínea , su reflexión en las superficies opacas y la refracción al cambia r de medio .-

Se opone , al menos en apariencia , a la teoría ondulatoria propuesta por Huygens, para la cual la luz se compone de ondas.-

Entre 1670 y 1672 trabajó intensamente en problemas relacionados con la óptica y la naturaleza de la luz. Newton demostró que la luz blanca estaba formada por una banda de colores (rojo, naranja, amarillo, verde, cian, azul y violeta) que podían separarse por medio de un prisma. Como consecuencia de estos trabajos concluyó que cualquier telescopio refractor sufriría de un tipo de aberración conocida en la actualidad como aberración cromática que consiste en la dispersión de la luz en diferentes colores al atravesar una lente. Para evitar este problema inventó un telescopio reflector (conocido como telescopio newtoniano).

calculo-raices-metodo-newton-raphson Calculo diferencial

Newton había descubierto los principios de su cálculo diferencial e integral hacia 16651666 y, durante el decenio siguiente, elaboró al menos tres enfoques diferentes de su nuevo análisis.

Newton y Leibniz protagonizaron una agria polémica sobre la autoría del desarrollo de esta rama de la matemática. Los historiadores de la ciencia consideran que ambos desarrollaron el cálculo independientemente, si bien la notación de Leibniz era mejor y la formulación de Newton se aplicaba mejor a problemas prácticos. La polémica dividió aún más a los matemáticos británicos y continentales, sin embargo esta separación no fue tan profunda como para que Newton y Leibniz dejaran de intercambiar resultados.

Newton abordó el desarrollo del cálculo a partir de la geometría analítica desarrollando un enfoque geométrico y analítico de las derivadas matemáticas aplicadas sobre curvas definidas a través de ecuaciones. Newton también buscaba cómo cuadrar distintas curvas, y la relación entre la cuadratura y la teoría de tangentes.

alquimista

Alquimia

Newton dedicó muchos esfuerzos al estudio de la alquimia. Escribió más de un millón de palabras sobre este tema, algo que tardó en saberse ya que la alquimia era ilegal en aquella época. Como alquimista, Newton firmó sus trabajos como Jeova Sanctus Unus, que se interpreta como un lema anti-trinitario: Jehová único santo, siendo además un anagrama del nombre latinizado de Isaac Newton, Isaacus NeuutonusIeova Sanctus Unus.

isaac-newton-620x420 Fue elegido en 1703 presidente de la Royal Society, cargo que ganó todos los años siguientes hasta 1727. En 1705 fue hecho caballero por la Reina Ana. La noche del 20 de marzo de 1727, a los 84 años, fallece, luego de sufrir graves molestias físicas provenientes de problemas renales. Descansa en la abadía de Westminster junto a algunos de aquellos en los que según el propio Isaac Newton, prestaron sus hombros para que él viera más lejos.
Isaac Newton fue astrónomo, físico, químico, filósofo, teólogo y matemático eximio; estableció las leyes de la mecánica clásica, inventor del cálculo diferencial e integral, generalizó las leyes de Kepler sobre gravitación universal y contribuyó considerablemente al estudio de la luz y óptica en general; este legado hizo de él el científico más grande de la historia de la humanidad, cuya obra revolucionó la concepción total del mundo.
newton-luz2 Los últimos años de su vida se vieron ensombrecidos por la desgraciada controversia, de envergadura internacional, con Leibniz a propósito de la prioridad de la invención del nuevo análisis. Acusaciones mutuas de plagio, secretos disimulados en criptogramas, cartas anónimas, tratados inéditos, afirmaciones a menudo subjetivas de amigos y partidarios de los dos gigantes enfrentados, celos manifiestos y esfuerzos desplegados por los conciliadores para aproximar a los clanes adversos, sólo terminaron con la muerte de Leibniz en 1716.

Padeció durante sus últimos años diversos problemas renales, incluyendo atroces cólicos nefríticos, sufriendo uno de los cuales moriría -tras muchas horas de delirio- la noche del 31 de marzo de 1727 (calendario gregoriano). Fue enterrado en la abadía de Westminster junto a los grandes hombres de Inglaterra.

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  1. ONDAS EL SONIDO Y LA VELOCIDAD DEL MOVIMIENTO todo comenzó cuado Isaac newton probo la primera maquina para medir las ondas el péndulo el hizo un experimento sencillo que era ir se por todo el pasillo probando que era fácil medirlo el emitió un sonido para localizar el volumen y todo esto …después fue la primera bomba nuclear de gas propano esta fue lanzada como una prueba de la velocidad del volumen

    Clasificación de las ondas
    Las ondas se clasifican según el medio de propagación, según la forma de vibración y según la forma geométrica del frente de onda.

    Según el medio de Propagación

    En este caso se clasifican en mecánicas y electromagnéticas. Las primeras se propagan por medio de las vibraciones del material (medio continuo). Las segundas se propagan por medio de las vibraciones de los campos eléctrico y magnético.

    Las ondas mecánicas necesitan de un medio material para poderse propagar. La energía se propaga produciendo la vibración de la materia, aprovechando la elasticidad de esta. En ella se propaga energía mecánica (cinética y potencial) . Un medio material continuo es un medio elástico y una deformación en él produce tensiones elásticas que afectan a las regiones contiguas y también en ellas provoca perturbaciones. Como consecuencia de la inercia del medio material, esta perturbación viaja con una velocidad finita tanto más lenta cuanto mayor es la densidad del medio. Por otra parte, la velocidad de propagación es tanto mayor cuanto más grande es la tensión que produce una determinada deformación, es decir cuanto mayor sea el módulo de elasticidad del medio. Son ejemplos de este tipo de ondas: las ondas en una cuerda, la vibración de un edificio, las ondas en el agua, las ondas sísmicas, las ondas en un resorte, y un ejemplo por excelencia son las ondas sonoras (el sonido). El sonido corresponde a variaciones locales de la presión que viaja de un lugar a otro por lo que no se puede propagar en el vacío.

    Las ondas electromagnéticas en cambio no necesitan de un medio material para propagarse (pueden propagarse en el vacío). En estas la vibración de los campos eléctrico y magnético permite su propagación debido a los fenómenios de inducción: la conversión instantánea de energía eléctrica en magnética y viceversa debido a la inducción mutua entre ambos campos, da como resultado la propagación de la energía electromagnética. La velocidad con que se propaga la onda electromagnética dependerá de las propiedades eléctricas y magnéticas del medio. Son ejemplos , las ondas de radio y televisión, las microondas, los rayos x , y, por supuesto, la luz o radiación visible. La luz es vibración de campos eléctricos y magnéticos por lo que se puede propagar en el vacío.

    Según la forma de vibración

    En este caso se clasifican en transversales y longitudinales. En las ondas transversales la dirección de vibración de las partículas o de los campos, es perpendicular a la dirección de propagación de la energía. Un ejemplo se ilustra en la siguiente simulación. Otros ejemplos de estas ondas son: las ondas en el agua , las ondas transversales en una cuerda y todas las ondas electromagnéticas . Observe la siguiente simulación

  2. Generalidades
    La correspondiente longitud de onda en el agua y en otros medios está reducida por un factor igual al índice de refracción. En términos de frecuencia, ésta corresponde a una banda en el campo de valores entre 450 y 750 terahertz. Un ojo adaptado a la luz generalmente tiene como máxima sensibilidad un valor de 555 nm, en la región verde del espectro visible. El espectro sin embargo no contiene todos los colores que los ojos humanos y el cerebro puedan distinguir. Café, rosado y magenta están ausentes, por ejemplo, porque se necesita la mezcla de múltiples longitudes de onda, preferiblemente rojos oscuros.

    La longitud de onda visible al ojo también se pasa a través de una ventana óptica, la región del espectro electromagnético que pasa muy atenuada a través de la atmósfera terrestre (a pesar de que la luz azul es más dispersa que la luz roja, que es la razón del color del cielo). La respuesta del ojo humano está definida por una prueba subjetiva, pero las ventanas atmosféricas están definidas por medidas físicas. La ventana visible se la llama así porque ésta superpone la respuesta humana visible al espectro; la ventana infrarroja está ligada a la ventana de respuesta humana y la longitud de onda media infrarroja, la longitud de onda infrarroja lejana están muy lejos de la región de respuesta humana.

    Los ojos de muchas especies perciben longitudes de onda diferentes de las del espectro visible del ojo humano. Por ejemplo, muchos insectos, tales como las abejas pueden ver la luz ultravioleta que es útil para encontrar el néctar en las flores. Por esta razón, los éxitos reproductivos de las especies de plantas cuyos ciclos de vida están vinculados con la polinización de los insectos, dependen de que produzcan emisión ultravioleta, más bien que del colorido aparente a los ojos humanos.Dos de las primeras explicaciones del espectro visible vienen de Isaac Newton, que escribió su óptica y de Johann Wolfgang Goethe en su Teoría de los colores, a pesar de sus tempranas observaciones que fueron hechas por Roger Bacon que por primera vez reconoció el espectro visible en un vaso de agua, cuatro siglos antes de los descubrimientos de Newton con prismas permitieran estudiar la dispersión y agrupación de la luz blanca.

    Newton uso por primera vez la palabra espectro (del latín, “apariencia” o “aparición”) en 1671 al describir sus experimentos en óptica. Newton observó que cuando un estrecho haz de luz solar incide sobre un prisma de vidrio triangular con un ángulo, una parte se refleja y otra pasa a través del vidrio, mostrando diferentes bandas de colores. La hipótesis de Newton era que la luz estaba hecha por corpúsculos (partículas) de diferentes colores y que la diferencia en los colores era debido a la diferencia de velocidades de cada uno de ellos, de modo que en un medio transparente, la luz roja era más veloz que la luz violeta. El resultado es que la luz roja se doblaba (refractaba) menos que la luz violeta cuando pasaban a través del prisma, creando el espectro de colores.

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