Vis viva (del latín para "fuerza viva") es un término histórico utilizado para la primera descripción registrada de lo que ahora llamamos energía cinética en una formulación temprana del principio de conservación de la energía .
Descripción general
Propuesta por Gottfried Leibniz durante el período 1676-1689, la teoría fue controvertida ya que parecía oponerse a la teoría de la conservación del impulso defendida por Sir Isaac Newton y René Descartes . Ahora se entiende que las dos teorías son complementarias.
La teoría fue finalmente absorbida por la teoría moderna de la energía, aunque el término aún sobrevive en el contexto de la mecánica celeste a través de la ecuación vis viva .
El término se debe al alemán Gottfried Wilhelm Leibniz , quien durante 1676-1689 intentó por primera vez una formulación matemática. Leibniz notó que en muchos sistemas mecánicos (de varias masas , m i cada uno con velocidad v i ) la cantidad:
fue conservado. Llamó a esta cantidad la vis viva o "fuerza viva" del sistema. El principio, ahora se comprende, representa una declaración precisa de la conservación de la energía cinética en colisiones elásticas , y es independiente de la conservación del momento . Sin embargo, muchos físicos de la época desconocían este hecho y, en cambio, fueron influenciados por el prestigio de Sir Isaac Newton en Inglaterra y de René Descartes en Francia , quienes propusieron la conservación del impulso como principio rector. De ahí el impulso :
fue considerado por el campo rival como el conservado vis viva . Fueron en gran parte ingenieros como John Smeaton , Peter Ewart , Karl Holtzmann , Gustave-Adolphe Hirn y Marc Seguin quienes objetaron que la conservación del impulso por sí sola no era adecuada para el cálculo práctico y quienes hicieron uso del principio de Leibniz. El principio también fue defendido por algunos químicos como William Hyde Wollaston .
El matemático francés Émilie du Châtelet , que tenía un conocimiento sólido de la mecánica newtoniana, desarrolló el concepto de Leibniz y, combinándolo con las observaciones de Gravesande de Willem , demostró que la vis viva dependía del cuadrado de las velocidades.
Los miembros del sistema académico como John Playfair se apresuraron a señalar que la energía cinética claramente no se conserva. Esto es obvio para un análisis moderno basado en la segunda ley de la termodinámica, pero en los siglos XVIII y XIX aún se desconocía el destino de la energía perdida. Poco a poco se llegó a sospechar que el calor generado inevitablemente por el movimiento era otra forma de vis viva . En 1783, Antoine Lavoisier y Pierre-Simon Laplace revisaron las dos teorías en competencia de la vis viva y la teoría calórica . [1] Las observaciones de 1798 de Count Rumford sobre la generación de calor durante la perforación de cañones agregaron más peso a la idea de que el movimiento mecánico podría convertirse en calor. Vis viva ahora comenzó a conocerse como energía , después de que el término fuera utilizado por primera vez en ese sentido por Thomas Young en 1807.
La recalibración de vis viva para incluir el coeficiente de la mitad, a saber:
fue en gran parte el resultado del trabajo de Gaspard-Gustave Coriolis y Jean-Victor Poncelet durante el período 1819-1839, aunque la definición actual ocasionalmente se puede encontrar antes (por ejemplo, en los textos de Daniel Bernoulli ).
El primero lo llamó quantité de travail (cantidad de trabajo) y el segundo, travail mécanique (trabajo mecánico) y ambos defendieron su uso en el cálculo de ingeniería.
Ver también
- Conservación de energía: desarrollo histórico
- Élan vital
- Energía cinética
- Ortogénesis
- Potencialidad y actualidad
- Ecuación vis-viva
Notas
- ↑ Bernoulli D. (1741). "De legibus quibusdam mechanicis…". Commentarii Academiae Scientiarum Imperialis Petropolitanae . 8 : 99-127.
Referencias
- George E. Smith, "La disputa de Vis Viva: una controversia en los albores de la dinámica" , Physics Today 59 (octubre de 2006) Número 10, págs. 31–36. [2] (ver también fe de erratas )