La Cinemática: una Escalera Sin Final
La Cinemática es la parte de la Mecánica que se ocupa del estudio del movimiento de los objetos sólidos sin atender a las causas que lo producen. El estudio preciso del movimiento de los cuerpos celestes moldeó el destino de civilizaciones que tomaron conciencia de que el estilo de vida nómada debería evolucionar a un sistema de vida sedentario marcado por los equinoccios, las fases lunares, los movimientos de los planetas y por supuesto del mismo Sol, entre otros. Aunque el movimiento es evidente, su comprensión no fue tan temprana como se podría suponer.
Los primeros en descubrirlo fueron los científicos griegos. A principios del siglo XVII, Galileo estudió en detalle la caída libre de esferas, así como el movimiento en planos inclinados de éstas con el propósito de elucidar el movimiento de los planetas y las balas de cañón. Los estudios de Galileo cambiaron el rumbo de la cinemática pulverizando la visión Aristotélica que prevalecía en la época acerca del movimiento como un fenómeno y no como una realidad medible. A partir de entonces la Cinemática se ganó una estructura propia dentro de la Mecánica gracias a las espléndidas contribuciones de Nicolás Copérnico, Tycho Brahe, Johannes Kepler y sobre todo gracias a la monumental obra Principia de Isaac Newton, obra maestra en la que se manifiestan las tres leyes del movimiento que con toda justicia llevan su nombre, así como la ley de la gravitación universal. Es hasta principios del siglo XVIII que se considera nació la Cinemática moderna. El desarrollo del cálculo diferencial por parte de Newton y Leibniz, herramientas matemáticas con las que en su momento no contó Galileo, permitió a Pierre Varignon introducir la Cinemática infinitesimal y con ello se abrió todo un horizonte de posibilidades en la Cinemática pues con ello se pudo formular el movimiento como una velocidad instantánea y de allí se extendió a la aceleración instantánea. El concepto no pasó desapercibido y es así que Jean Le Rond d´Alembert,
Leonhard Euler y André-Marie Ampère profundizaron en el tema enfocándose en el centro instantáneo de rotación.
El movimiento de los objetos en realidad es más complejo de lo que aparenta ser. La velocidad la percibimos como un cambio de posición. Cuando observamos a un vehículo en movimiento podemos incluso estimar su velocidad si tenemos un sistema inercial de referencia. No es raro escuchar, ese vehículo circula a más de 180 km/hr, va demasiado rápido. Esta estimación de la velocidad la podemos realizar con el uso de nuestros sentidos naturales. Con la aceleración no ocurre lo mismo, sería difícil predecir que un vehículo viaja a 180 km/hr y se acelera a razón de 2 m/s^2 si no contamos con los instrumentos de medición adecuados, y sin embargo la aceleración la podemos sentir. Cuando por ejemplo abordamos un autobús y tomamos asiento, si el vehículo está en reposo entonces quizás solo percibimos nuestro peso gracias a la acción de la aceleración de la gravedad. Sin embargo, cuando el autobús se pone en movimiento entonces además de nuestro peso seguramente experimentamos una fuerza horizontal
El movimiento de los objetos en realidad es más complejo de lo que aparenta ser. La velocidad la percibimos como un cambio de posición
la cual es generada por el cambio súbito de la velocidad del vehículo, así es la aceleración. La sensación es más notoria cuando el vehículo se mueve sobre una curva. Y entonces ¿con la aceleración termina la Cinemática? La respuesta es no. El pulso, traducción de jerk del idioma inglés, es el cambio súbito de la aceleración. El término es curioso si se toma en cuenta que representa diferentes conceptos para diferentes personas. Por ejemplo, el jerk fue un ritmo musical muy popular en los 60s. También se denominaban jerks a los jóvenes que trabajaban en las cafeterías de los años 30 en los Estados Unidos. Menos grato es que se considere que un jerk es una persona no muy lista. En la Mecánica, al jerk se le asocia con el desgaste superficial de levas. En Matemáticas el jerk es usado en el “suavizado” de curvas, llamadas splines, con el propósito de minimizar los cambios súbitos de aceleración. En Biomecánica, el jerk explica el movimiento controlado de los seres vivos. En efecto, los seres biológicos nos movemos con picos mínimos de aceleración, una genialidad del cerebro. Pero la cinemática no termina allí, se perfecciona y acelera día a día. El jounce es el cambio del jerk, el snap lo es del jounce, el crackle hace lo propio con el jounce mientras que el pop es el cambio súbito del crackle. La lista no termina y da título a esta pequeña nota. La Cinemática: una Escalera sin Final.