Libro Clave: Física 2 de Kikóin.

Entre los libros de ciencias que tuvieron una gran influencia en mí, se encuentran este precioso volumen de la colección de libros de texto para la escuela secundaria soviética concernientes al curso de física. El gran fuerte de este texto está en la descripción de fenómenos a los que somos testigos todo los días, pero también utilizando para ello cálculos matemáticos basados de un álgebra muy elemental. 

Pero tal vez el mayor fuerte de este libro resida en su magnífica estructura progresiva, con nociones básicas para integrar el conocimiento del fenómeno físico con los instrumentos matemáticos usados para predecir su comportamiento. Por eso el autor hacía énfasis en conocer la primera magnitud vectorial que existe, al menos en una geometría euclidiana y en una escala newtoniana.  Pero antes de continuar al menos deberíamos definir lo que es un vector.

Un vector es simplemente una figura geométrica que representa una acción, la cual tiene indispensablemente tres componentes (magnitud, dirección y sentido). Entonces la primera magnitud vectorial que existe es el desplazamiento, vale la pena decir, el segmento de recta que une el inicio y el fin de cualquier trayectoria. Y aquí recuerdo que mi visión de la física comenzó a tener un sentido poderoso, que iba más allá del sentido común. Porque en el sentido común trayectoria y desplazamiento son aparentemente la misma cosa, sin embargo Kikoin propone un esquema semejante a este.

Por lo tanto, un desplazamiento de 3 km no es igual a uno de 3 metros, y un desplazamiento hacia el norte no es igual a un desplazamiento hacia el sur por la sencilla razón de que no se llegaría al mismo destino final. Esto también tiene una implicancia importante, al tener el vector una dirección y sentido, aunque sus valores absolutos sean iguales, sus valores vectoriales no los serán necesariamente. 

Bien, ahora qué tal si deseamos averiguar qué tan rápido un cuerpo realiza un desplazamiento, entonces tendríamos que saber el tiempo que le toma realizarlo. La relación desplazamiento sobre tiempo, nos lleva a la segunda magnitud vectorial, la velocidad.

Sin embargo hasta ahora hemos considerado los fenómenos cinemáticos como cuerpos que se mueven siempre a una velocidad constante, lo que choca con nuestra experiencia cotidiana, donde hay objetos estáticos que entran en movimiento, es decir experimentan una variación de su velocidad en proporción a un tiempo determinado, lo que nos lleva a la tercera magnitud vectorial, la aceleración

Y así llegamos a la primera ley de Newton, la ley de la inercia, es decir que los cuerpos tendrán la tendencia a mantener su velocidad si no hay una fuerza que altere esa velocidad mediante una aceleración o frenado (aceleración negativa).  Hay dos casos en la cinemática que conviene mencionar, y es cuando ya dejamos de tratar el movimiento de los cuerpos en una recta unidimensional y pasamos a un plano bidimensional. Entonces tenemos el tiro parabólico, donde el cuerpo tiene una velocidad constante en la dirección horizontal y un movimiento acelerado (negativa y positivamente) en la dirección vertical, siendo dicha aceleración igual a 10 m/s (g).

 El otro caso es el del movimiento circular, en donde el vector velocidad, por más que mantenga su magnitud, varía a cada instante su dirección y sentido, por lo tanto debe por fuerza una aceleración, y por fuerza también una fuerza centrífuga y centrípeta. 

Aun más, el concepto de fuerza entra en juego en esta disertación ya que es necesaria una fuera para acelerar o frenar un cuerpo y esta fuerza está en proporción directa a la masa de dicho objeto, por lo tanto arribamos a la cuarta magnitud vectorial, la fuerza.

Que es básicamente la segunda ley de Newton y nos lleva a la segunda parte del libro de Kikoin, la dinámica. En este momento ya era imposible huir del dominio de la trigonometría, ya que el peso, la reacción normal, la fuerza de rozamiento y la fuerza aplicada a un cuerpo debían sumarse en un bello mosaico de proyecciones y triángulos rectángulos. Finalmente, la tercera ley de Newton, es decir la ley de acción y reacción está muy relacionada a la Estática, la parte de la mecánica en la que las fuerzas aplicadas a un cuerpo se cancelan, por lo tanto, no hay aceleración, velocidad o desplazamiento, el cuerpo o sus partes permanecen inmóviles, algo que es el pan de cada día para arquitectos e ingenieros civiles.

Siempre me sorprendo como a pesar de tantos años aun puedo evocar de memoria los rasgos fundamentales del libro de Kikoin, un texto maravilloso que en mi tercer año de educación secundaria en Angola, se transformó en un portal para entender los fenómenos de la naturaleza, para darle sentido al mundo que nos rodea. Años más tarde en el quinto y final año, el profesor Maldonado dictó el curso de física según el programa peruano de esos años. Curso deleznable y mal programado, donde el primer bimestre se dictaba una idiotez llamada “ecuaciones dimensionales” y luego en vez de iniciar con la cinemática, como es lo más lógico, se iba de frente a la estática, para asustarnos con las operaciones vectoriales y la trigonometría. En el primer año de medicina el profesor Elvar Quezada llevó la degradación de la física a su punto climático, tanto así que sucedió lo que nunca pensé que sucedería, que iba a odiar esa gran ciencia. Pero al final ese odio no fue por las acciones de profesores, si no por la idiosincrasia del sistema de educación peruano, donde se presupone que el principal motivador para aprender más es sentir la humillación de la propia ignorancia. Por eso me encantan los textos como el de Kikoin, que procura de todas las maneras posibles, adicionar conceptos y razonamientos a una estructura básica y fundamental. Que aborda lo complejo solamente después de abordar lo simple.  A veces me apena un poco no tener un uso cotidiano para mis conocimientos fundamentales de física, pero de todas maneras siempre me traen la alegría de aquellos años, cuando quería seguir el camino de Bohr y de Heisemberg.

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Tardes de Matemática.