Movimiento FÍS.

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Física

Aquí se estudia el m. desde el punto de vista de la Física; para la perspectiva filosófica, véase CAMBIO. Se dice que un punto material se mueve si varía la posición que ocupa en el espacio; aquélla viene definida (v. CINEMÁTICA) por sus tres coordenadas (x, y, z) respecto a un sistema de ejes fijos. Al hablar de m. suponemos un sistema referencial fijo en el espacio, pero en realidad no podemos asegurar su absoluta inmovilidad; por eso, todos los m. pueden tener carácter relativo.

La trayectoria, o camino seguido por el punto en su m., vendrá definida por las tres funciones x(t), y(t), z(t) que dan las sucesivas posiciones en función del tiempo; naturalmente, quedará definida relativamente a nuestro sistema de ejes, por lo que puede ser totalmente distinta para un observador que refiere el m. a otro sistema: un punto ligado a la Tierra parece en reposo, pero en relación a otros ejes astronómicos se mueve según una trayectoria análoga a la de la Tierra en el cosmos.

A pesar de esta relatividad del m., sucede que todos los fenómenos físicos ocurren de la misma forma para cualquier observador dentro de sistemas de referencia, en el conjunto de los llamados inerciales, caracterizados por el hecho de que se mueven unos respecto a otros, pero solamente con m. de traslación rectilíneo y uniforme. Por esta razón, resulta imposible poner de manifiesto un m. de dicho tipo del que formamos parte: un viajero en un tren o en un avión sólo aprecia los cambios de velocidad, es decir, las aceleraciones, pero desde el interior del sistema y sin referencia visual externa, no puede saber si se mueve o está en reposo. Esta incapacidad para distinguir dentro de un sistema de ejes inerciales cuál se mueve y cuál está en reposo, constituye el principio de relatividad de Galileo; ahora bien, como es válido no sólo para los fenómenos mecánicos, sino para cualquier fenómeno físico, hubo que generalizarlo a toda la Física sentando el llamado postulado de Galileo-Einstein, que es una de las bases de la Mecánica relativista desarrollada por este último (V. RELATIVIDAD, TEORÍA DE LA), Como más general y completa que la Mecánica clásica (V. MECÁNICA I). Ambas tienen por objeto el estudio del m. de los cuerpos materiales.

Tipos de movimiento y sus causas. Un punto material puede estar dotado de m. rectilíneo o curvilíneo, según que su trayectoria sea o no una línea recta; en Cinemática se dice, con más precisión, que en el primer caso la aceleración normal es nula y, en el segundo, distinta de cero. En ambos casos, la magnitud de la velocidad, llamada celeridad, puede ser constante -m. uniforme-, o no -m. variado-; en este segundo caso, puede ocurrir que la celeridad varíe uniformemente, aumentando o disminuyendo proporcionalmente al tiempo, y se dice entonces que el m. del punto es uniformemente variado; esto equivale a afirmar que la componente tangencial de la aceleración, at, es constante.

Un sólido rígido puede estar dotado de m. de traslación, cuando todos sus puntos describen trayectorias paralelas entre sí, aunque no forzosamente rectilíneas, o de rotación (v.) que tiene lugar cuando todos sus puntos describen circunferencias de planos paralelos y cuyos centros se encuentran sobre una recta denominada eje de rotación. El m. real de un sólido generalmente no es ni de traslación ni de rotación puras, aunque cualquier m. elemental puede descomponerse en una traslación y una rotación, siendo el eje de ésta el de rotación instantánea y conseguir, además, que la dirección de la traslación elemental y el eje de rotación coincidan; en tal caso dicha dirección constituye el eje instantáneo de rotación-traslación que, en general, varía con el tiempo, sin mantenerse constante en el espacio; el m. real del sólido rígido siempre puede considerarse constituido por una sucesión de tales m. helicoidales elementales.

Cada tipo de m. obedece a una causa, según nos justifican la Dinámica (v.) y los postulados fundamentales de la Mecánica (v.). En general, podemos afirmar que la causa primera del m. es la fuerza, aunque esto no quiere decir que no pueda subsistir en ausencia de ella: ésta se limitó a determinarlo, pero el m. debe continuar, como aclara el principio de la inercia (v.); naturalmente, cuando esto no ocurre es porque otras causas, las fuerzas de rozamiento (v.), introducen una aceleración negativa que determina un m. antagónico. En consecuencia, donde surge o desaparece un m., hubo fuerza.

Las fuerzas producen m. de traslación; si son instantáneas el m. es rectilíneo y uniforme; si actúan un cierto tiempo. determinan m. variados que lo serán uniformemente si la magnitud de la fuerza es constante. En el caso particular de que la fuerza sea proporcional y de signo opuesto al desplazamiento del punto sobre el que actúan (fuerzas elásticas), se produce m. de vibración. Las rotaciones son el efecto de los pares de fuerza o sistemas de dos fuerzas iguales y opuestas, pero que no actúan sobre la misma dirección; en relación al tipa de rotación producido por los pares cabe decir lo mismo que en el párrafo anterior cuando nos referimos a la traslación.

En el microcosmos, donde átomos, moléculas, electrones y, en general, partículas, son asimilables en primera aproximación a puntos materiales, sólo caben los m. de traslación, pues no puede acusarse sobre un punto la acción de un par. De ahí el m. de agitación térmica clásico del estado líquido y gaseoso, puesto de manifiesto por el m. browniano, de que están dotadas las partículas en suspensión en un medio líquido. En los sólidos, en cambio, donde no cabe la traslación de los átomos y moléculas debido a la existencia de la red cristalina, los m. son simplemente de oscilación o vibración, alrededor de la posición de equilibrio, determinados por fuerzas de tipo elástico. La importancia del m. se vislumbró desde remotas épocas, como lo demuestra el viejo aforismo latino "ignorato motu, ignoratur natura", pues todo, en el universo material, es m.

V. t.:CINEMÁTICA;DINÁMICA;MECÁNICA 1;RELATIVIDAD, TEORÍA DE LA.

J. CATALÁ DE ALEMANY.

BIBL.: G. HUTTON y D.. H. DROLLEN, Fundamentos de la física moderna, Barcelona 1963; M. BOLL, Histoire de la mécanique, París 1961; P. ROUSSEAu, Histoire de la vitesse, París 1963.