El mundo está desordenado. La perfección simplifica la física

a veces el universo Demasiado complicado de analizar.

Diablos, si tomas una pelota de tenis y la lanzas al otro lado de la habitación, incluso eso es bastante complicado. Después de que sale de tu mano, la pelota tiene una interacción gravitacional con el suelo, lo que hace que se acelere hacia el suelo. La bola gira a medida que se mueve, lo que significa que puede haber más resistencia a la fricción en un lado de la bola que en el otro. La pelota también choca con algunas moléculas de oxígeno y nitrógeno en el aire, y algunas estos Las moléculas eventualmente interactúan con él. aún más aire. El aire en sí ni siquiera está estacionario: la densidad cambia a medida que la pelota se mueve más alto y el aire puede estar en movimiento. (A esto lo llamamos normalmente viento). Una vez que la pelota toca el suelo, ni siquiera el suelo está completamente plano. Sí, parece plano, pero está en la superficie de un planeta esférico.

Pero no todo está perdido. Todavía podemos modelar esta pelota de tenis. Todo lo que necesitamos es algo de perfección. Se trata de aproximaciones simplificadas que convierten un problema imposible en uno solucionable.

En el caso de una pelota de tenis, podemos suponer que toda la masa está concentrada en un punto (en otras palabras, que la pelota no tiene dimensiones reales) y que la única fuerza que actúa sobre ella es la fuerza estática de la gravedad que tira hacia abajo. ¿Por qué está bien ignorar todas esas otras interacciones? Eso es porque no hacen una gran diferencia (ni siquiera mensurable).

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¿Es esto incluso legal en el tribunal de física? Bueno, la ciencia tiene que ver con el proceso de construcción de modelos, incluida la ecuación de la trayectoria de una pelota de tenis. Al final del día, si las observaciones experimentales (donde aterriza la bola) concuerdan con el modelo (prediciendo dónde aterriza), estamos listos para comenzar. Para la pelota de tenis perfecta, todo funciona muy lo haremos. De hecho, la física de una pelota lanzada se convierte en una pregunta de prueba en una clase de introducción a la física. Otros procesos de idealización son más difíciles, como tratar de determinar la curvatura de la Tierra con solo mirar esta terminal muy larga en el aeropuerto de Atlanta. Pero los físicos hacen este tipo de cosas todo el tiempo.

Quizás la operación idealista más famosa la realizó Galileo Galilei mientras estudiaba la naturaleza del movimiento. Estaba tratando de averiguar qué le pasaría a un objeto en movimiento si no ejercía una fuerza sobre él. En ese momento, casi todos seguían las enseñanzas de Aristóteles, quien decía que si no se ejerce una fuerza sobre un objeto en movimiento, se detendrá y permanecerá estacionario. (Aunque su trabajo tenía alrededor de 1.800 años, la gente pensaba que Aristóteles era demasiado grande para equivocarse).

Pero Galileo no estuvo de acuerdo. Se creía que continuaría moviéndose a velocidad constante.

Si desea estudiar un objeto en movimiento, debe medir tanto la posición como el tiempo para poder calcular su velocidad o su cambio de posición dividido por el cambio en el tiempo. pero hay un problema. ¿Cómo se mide con precisión el tiempo que los objetos se mueven a altas velocidades en distancias cortas? Si deja caer algo incluso desde una altura relativamente pequeña, como 10 metros, tardará menos de dos segundos en llegar al suelo. Remontándonos a alrededor de 1600, cuando Galileo todavía estaba vivo, ese fue un período de tiempo muy difícil de medir. Entonces, en cambio, Galileo miró una bola que rodaba por la pista.

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