Newton contra Jobs: gana Newton

No solo ha sido el 2007 lo que se ha acabado estos días en mi vida cotidiana. También ha muerto un compañero fiel. El 31 de diciembre recibí el certificado de defunción de mi iPod Nano de manos del Servicio Técnico de Apple. Si, es el iPod del que hablaba en esta entrada.



El iPod se jodió (perdón: se rompió) al caerse cuando me lié con mis dedos, la toalla y la botella de agua mientras iba al gimnasio a correr en la cinta. Una única caída desde 1,2m de altura que provocó un golpe en mal sitio y de ahí el error en su placa lógica no reparable. Ya dicen los suicidas que lo que mata no es la caída sino el aterrizaje. Y como no estaba en garantía así se ha quedado.

Lo que ha pasado parece raro pero puede ser descrito matemáticamente con unas simples fórmulas propuestas hace de más de trescientos años por un tipo excepcional y extraño. Se podría decir que el que el aparatejo de la compañía de Steve Jobs no ha podido con las fuerzas de Newton.

De más abajo se me cayó a mi

Isaac Newton (1643-1727) era un tipo raro. Si algo le gustaba, como la"Filosofía Natural" (lo que hoy llamamos física), la estudiaba en profundidad hasta que se cansaba y se dedicaba a otras cosas y estudios más resbaladizos como la alquimias y la teología. Persona huraña y con odios personales hacia otros científicos su mente era capaz de tomar las mejores ideas y mejorarlas hasta hacer con ellas verdadera ciencia moderna. Por ello está considerado el primer científico, aunque personalmente pienso que ese fue Galileo.

Isaac Newton

En 1687 publico lo que es considerada la obra científica más importante de la historia, el "Philosophiae Naturalis Principia Mathematica", también conocido entre los amigos como los "Principia". Es una obra moderna (y de difícil lectura, por cierto escrita en latín) tenia ya la estructura de las actuales comunicaciones científicas, con definiciones, demostraciones y anexos.



En los Principia se desarrolla el moderno cálculo diferencial (el de las derivadas e integrales) simplemente como una herramienta para describir el movimiento de los planetas alrededor del Sol. Y también enuncia las Leyes de Newton, una verdadera revolución.

Las tres Leyes de Newton son muy muy sencillitas pero con ellas se puede explicar la órbita de la Luna, las mareas y la caída de manzanas.
Estas son, sin números ni fórmulas, las siguientes:

• Todo objeto se mantendrá en reposo o en movimiento rectilíneo si no es afectado por fuerzas que lo perturben (Ley de Inercia).
• Cuando una fuerza actúa sobre un objeto, este acelera proporcionalmente a la fuerza ejercida y en la misma dirección (Ley de Fuerza).
• Las fuerzas van a pares, cuando una fuerza actúa crea una acción a un cuerpo y este devuelve esa fuerza en sentido contrario como reacción (Ley Acción-Reacción).

Así de sencillo. Si se expresan matemáticamente, con ellas se obtiene la Ley de la Gravitación Universal, las Leyes de Kepler de órbitas planetarias y toda la física cinética, la de las poleas, planos inclinados, pesos y fuerzas. Y de premio en el mismo libro está cálculo matemático, esencial para cualquier cálculo de cualquier cosa que cambie (la bolsa, trayectorias balísticas, Formula 1, cohetes,...). También da un paso decisivo al demostrar matemáticamente que la gravedad disminuye con el cuadrado de la distancia.

Y todo eso con un solo libro.

Primera edición de los Principia

Dice la leyenda popular que a Isaac Newton se le ocurrió la Ley de la Gravitación Universal cuando le cayó una manzana en la cabeza mientras descansaba a la vera de un manzano. Una imagen que está lejos lejos de la realidad. Él mismoNewton comentó que fue al relacionar el movimiento de la Luna con la caída de un objeto en la Tierra, como una manzana, y pensó que podía ser la misma fuerza la que actuase en ambos casos. Pero tampoco parece que sea muy cierto.

En realidad Newton se aprovechó magistralmente de los trabajos de otros científicos (Galileo, Kepler, Halley y Huygens entre otros y ya lo agradece en el libro) y los envió una dimensión más lejos con la matemática aplicada que en parte creo él mismo. Pero no reconoció el importante papel de otro científico ingles, Robert Hooke. Es más, se dedicó a borrar todo rastro de las aportaciones hechas por Hooke y utilizó la influencia de sus cargos en la Royal Society para "hacerle el vacío".

Robert Hooke

Newton rivalizó con Hooke porque trabajaron en los mismos campos de estudio (óptica y astronomía) y discutían quien había sido el primero en hacer algún descubrimiento. Igual le pasó con Leibniz y el Cálculo diferencial, con el que tuvo también amargas disputas.

Al parecer se conserva correspondencia entre Hooke y Newton donde a base de corregirse uno al otro, se realizaba avance tras avance en lo que sería la Ley de la Gravitación. Por ejemplo, fueron en esas cartas donde surgieron las ideas de la disminución de la gravedad con la distancia y las órbitas elípticas.

La verdad es que Newton mejoró mucho las aportaciones de Hooke y le mencionó varias veces en las primeras ediciones de los Principia, pero Hooke estaba descontento por el escaso mérito que Newton le otorgaba en su obra. Se quejó, a Isaac se le fue la pinza y a partir de la tercera edición borró toda mención a su rival.

Hooke tuvo mala suerte y murió mucho antes que Newton. Así que este aprovecho para publicar sus ideas en Óptica, sin mencionar los trabajos de Hooke, y aprovechó su cargo en la Royal Society para ir eliminando toda referencia a él.

Malo, eh?

Y todo este rollo? diréis con razón.

Por dos razones.

Fijaros que las ecuaciones de Newton que con más de 330 años de antigüedad pueden darnos una idea precisa de lo que le ha pasado a mi iPod. He consultado con mi libro de física de cabecera ("La Física de los Superheroes" de James Kakalios) para sacar unas fórmulas extraídas de las Leyes de Newton. Son fáciles pero si os dan pereza podéis saltarlas. Las formulas son:

• Velocidad de un objeto que cae= raíz cuadrada del doble de altura por la gravedad
• Fuerza= masa del objeto por aceleración
• Energía cinética de un objeto en movimiento= la mitad de la masa del objeto por el cuadrado de la velocidad

Así que he pesado el iPod (42,9 gramos) y he supuesto que la altura de caída era 1,2 metros y que su velocidad inicial era cero (estaba entre mis manos). Con esos números he hecho algunos cálculos y me ha salido esto:

• Velocidad máxima de caída: 4,56 m/s
• Fuerza del golpe= 0,42 kg m/s2 (o lo que es lo mismo 0,42 Newtons)
• Energía cinética final= 0,5 kgm/s

Y esto es lo que pasó. Mi iPod resbaló de mis de dos y empezó con una velocidad inicial de cero pero a los 1,2 metros de caída ya iba a 4,56 m/s. La energía cinética que llevaba era de 0,5kgm/s y toda ella se transformó de forma instantánea al tocar suelo en la deformación del botón Hold (donde recibió el golpe), en el sonido que se oyó por el pasillo, en la fuerza mecánica para la rotura de la placa lógica y un ligero aumento de temperatura (eso no lo noté pero es consecuencia de las leyes de la termodinámica).

A mi me parece asombroso que la mente de un ingles del siglo XVII pudiera dar unas herramientas tan universales que las mismas fórmulas puedan describir el movimiento de Marte alrededor del Sol y la mala caída de un mp3.

De mi mp3. Maldita gravedad!!!

La otra razón por la cual os he pegado este rollo es porque hoy 4 de enero (*) es el día del nacimiento de Isaac Newton, un tipo raro y algo malo, pero el más grande de los físicos.

Así que ya sabes, Jobs, hoy Newton te ha ganado. La fuerza mínima necesaria para cargarse un iPod Nano en el botón de Hold es de 0,42 Newtons. Menos de medio Newton. Toma nota.



SALUT!!!

(*) en algunos sitios aparece que la fecha de nacimiento es la nochebuena de 1642. Pero es una fecha según el calendario Juliano que se usaba entonces en Inglaterra. En nuestro calendario corresponde al 4 de enero de 1643.

PD: Como siempre, ya hay alguien que ha relacionado a Newton y a Apple antes que yo y mejor. Mirad si no este supuesto logo de la compañía de ordenadores:


NOTA AÑADIDA: Al día siguiente encontré en el Museo de Ciencias Naturales una reproducción de uno de los telescopios que inventó Newton, que revolucionó (también) la astronomía con este instrumento. Ya que viene al caso la añado aquí al final.