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Mecânica

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 Nota: Para outros significados, veja Mecânica (desambiguação).

A mecânica (em grego clássico: μηχανική) é a área da física que estuda o movimento de corpos materiais.[1] Por meio de investigação científica, relaciona a energia com forças e movimentos presentes na natureza. As forças aplicadas a objetos resultam em deslocamentos, ou mudanças na posição de um objeto, em relação a um referencial adotado. Este ramo da física tem suas origens na Grécia Antiga com os escritos de Aristóteles e Arquimedes.[2][3][4] Durante o início do período moderno, cientistas como Galileu, Kepler e Newton lançaram as bases clássicas do conhecimento desta disciplina. Dentro do estudo da Física, esta área pode ser dividida em: clássica, relativística e quântica.

A mecânica também pode ser definida como um ramo da engenharia, que estuda a aplicação da física para a construção de máquinas e dispositivos em que há movimento, transmissão de forças ou conversão de energia.[5]

História

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Antiguidade

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A principal teoria da mecânica na antiguidade era a mecânica aristotélica.[6] Um desenvolvedor posterior nesta tradição é Hiparco.[7]

Era medieval

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Manuscrito de máquina árabe. Data desconhecida (em um palpite: séculos XVI a XIX)
Um brinquedo musical de Ismail Aljazari do século XII

Na Idade Média, as teorias de Aristóteles foram criticadas e modificadas por uma série de figuras, começando com João Filopono no século VI. Um problema central era o movimento parabólico, discutido por Hiparco e Filopono.

O polímata islâmico persa Avicena publicou sua teoria do movimento em O Livro da Cura (1020). Ele disse que um ímpeto é dado a um projétil pelo lançador, e o viu como persistente, exigindo forças externas, como a resistência do ar para dissipá-lo.[8][9][10] Avicena fez distinção entre 'força' e 'inclinação' (chamado de "mayl"), e argumentou que um objeto ganhou mayl quando o objeto está em oposição ao seu movimento natural. Portanto, ele concluiu que a continuação do movimento é atribuída à inclinação que é transferida para o objeto, e esse objeto estará em movimento até que o mayl se esgote. Ele também afirmou que um projétil no vácuo não pararia a menos que recebesse uma ação. Essa concepção de movimento é consistente com a primeira lei do movimento de Newton, a inércia. Que afirma que um objeto em movimento permanecerá em movimento a menos que seja acionado por uma força externa.[11] Esta ideia que divergia da visão aristotélica foi posteriormente descrita como "ímpeto" por John Buridan, que foi influenciado pelo Livro da Cura de Avicena.[12]

Sobre a questão de um corpo sujeito a uma força constante (uniforme), o estudioso árabe-judeu do século XII Hibat Allah Abu'l-Barakat al-Baghdaadi (nascido em Natanel, iraquiano, de Bagdá) afirmou que a força constante transmite aceleração constante. De acordo com Shlomo Pines, a teoria do movimento de al-Baghdaadi era "a mais antiga negação da lei dinâmica fundamental de Aristóteles [ou seja, que uma força constante produz um movimento uniforme], [e é, portanto, uma] antecipação de uma forma vaga da lei fundamental da mecânica clássica [ou seja, que uma força aplicada continuamente produz aceleração]".[13] No mesmo século, Avempace propôs que para cada força há sempre uma força de reação. Embora ele não tenha especificado que essas forças sejam iguais, ainda é uma versão inicial da terceira lei do movimento, que afirma que para cada ação há uma reação igual e oposta.[14]

Dispositivo de água de Ismail Aljazari do século XII

Influenciado por escritores anteriores, como Avicena[12] e al-Baghdaadi,[15] o padre francês do século XIV, Jean Buridan, desenvolveu a teoria do ímpeto, que mais tarde se desenvolveu nas teorias modernas de inércia, velocidade, aceleração e momento. Este trabalho e outros foram desenvolvidos na Inglaterra do século XIV pelos Calculadores de Oxford, como Thomas Bradwardine, que estudou e formulou várias leis sobre corpos em queda. O conceito de que as propriedades principais de um corpo são movimentos uniformemente acelerados (como corpos em queda) foi elaborado pelos Calculadores de Oxford do século XIV.

Início da idade moderna

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Duas figuras centrais no início da era moderna são Galileu Galilei e Isaac Newton. A declaração final de Galileu de sua mecânica, particularmente de corpos caindo, é seu Duas Novas Ciências (1638). Os Princípios Matemáticos da Filosofia Natural de Newton, de 1687, forneceu um relato matemático detalhado da mecânica, usando a matemática do cálculo recém-desenvolvida e fornecendo a base da mecânica newtoniana.[16]

Há alguma disputa sobre a prioridade de várias ideias: os Princípios de Newton é certamente o trabalho seminal e tem sido tremendamente influente, e a matemática sistemática nele não foi e não poderia ter sido declarada anteriormente porque o cálculo não foi desenvolvido. No entanto, muitas das ideias, particularmente no que diz respeito à inércia (ímpeto) e corpos em queda, foram desenvolvidas e declaradas por pesquisadores anteriores, tanto o então recente Galileu quanto os predecessores medievais menos conhecidos. O crédito preciso às vezes é difícil ou controverso porque a linguagem científica e os padrões de prova mudaram, portanto, se as afirmações medievais são equivalentes às afirmações modernas ou prova suficiente, ou, ao contrário, semelhantes às afirmações e hipóteses modernas é frequentemente discutível.

Idade moderna

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Dois principais desenvolvimentos modernos na mecânica são a relatividade geral de Einstein e a mecânica quântica, ambas desenvolvidas no século XX com base em parte nas ideias do início do século XIX. O desenvolvimento da moderna mecânica contínua, nomeadamente nas áreas da elasticidade, plasticidade, dinâmica dos fluidos, eletrodinâmica e termodinâmica dos meios deformáveis, teve início na segunda metade do século XX.

Ver também

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Referências

  1. ↑ Taylor, J. R. (2013). Mecânica Clássica 1.ª ed. São Paulo: Bookman
  2. ↑ Dugas, Rene. A History of Classical Mechanics. Nova Iorque, NY: Dover Publications Inc, 1988, pg 19.
  3. ↑ Rana, N.C., and Joag, P.S. Classical Mechanics. West Petal Nagar, Nova Deli. Tata McGraw-Hill, 1991, pg 6.
  4. ↑ Renn, J., Damerow, P., and McLaughlin, P. Aristotle, Archimedes, Euclid, and the Origin of Mechanics: The Perspective of Historical Epistemology. Berlin: Max Planck Institute for the History of Science, 2010, pg 1-2.
  5. ↑ Holtzapple, Reece (2006). Introdução à Engenharia 1.ª ed. [S.l.]: LTC
  6. ↑ "A history of mechanics". René Dugas (1988). p.19. ISBN 0-486-65632-2
  7. ↑ "A Tiny Taste of the History of Mechanics". The University of Texas at Austin.
  8. ↑ Espinoza, Fernando (2005). «An analysis of the historical development of ideas about motion and its implications for teaching». Physics Education. 40 (2): 141. Bibcode:2005PhyEd..40..139E. doi:10.1088/0031-9120/40/2/002
  9. ↑ Seyyed Hossein Nasr & Mehdi Amin Razavi (1996). The Islamic intellectual tradition in Persia. [S.l.]: Routledge. p. 72. ISBN 978-0-7007-0314-2
  10. ↑ Aydin Sayili (1987). «Ibn Sīnā and Buridan on the Motion of the Projectile». Annals of the New York Academy of Sciences. 500 (1): 477–482. Bibcode:1987NYASA.500..477S. doi:10.1111/j.1749-6632.1987.tb37219.x
  11. ↑ Espinoza, Fernando. "An Analysis of the Historical Development of Ideas About Motion and its Implications for Teaching". Physics Education. Vol. 40(2).
  12. 1 2 Sayili, Aydin. "Ibn Sina and Buridan on the Motion the Projectile". Annals of the New York Academy of Sciences vol. 500(1). p.477-482.
  13. ↑ Pines, Shlomo (1970). «Abu'l-Barakāt al-Baghdādī , Hibat Allah». Dictionary of Scientific Biography. 1. New York: Charles Scribner's Sons. pp. 26–28. ISBN 0-684-10114-9 (cf. Abel B. Franco (October 2003). "Avempace, Projectile Motion, and Impetus Theory", Journal of the History of Ideas 64 (4), p. 521-546 [528].)
  14. ↑ Franco, Abel B.. "Avempace, Projectile Motion, and Impetus Theory". Journal of the History of Ideas. Vol. 64(4): 543.
  15. ↑ Gutman, Oliver (2003), Pseudo-Avicenna, Liber Celi Et Mundi: A Critical Edition, ISBN 90-04-13228-7, Brill Publishers, p. 193
  16. ↑ "A Tiny Taste of the History of Mechanics". The University of Texas at Austin.

Bibliografia

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Ligações externas

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