Determinación de la presión en fluidos
ENSEÑANZA DE LA FÍSICA Y LA QUÍMICA
Daniel Bernouilli, uno de los últimos científicos universales
Nace en Groningen (Holanda), el 8 de febrero de 1700. Su padre Johann Bernouilli, profesor de matemáticas en Groningen y su madre Dorothea Falkner, de origen suizo. En 1705, su padre consigue una cátedra de matemáticas en la universidad de Basilea, y la familia se traslada a vivir a Suiza.
Su padre le inició en las
matemáticas, y comenzó a estudiar Lógica y filosofía terminando su bachillerato
en 1716. A los 16 años era Magister en Filosofía y dominaba varias lenguas. Se
decanta por estudiar medicina en la
universidad de Basilea. Se especializa en Heidelberg en 1718 y en Estrasburgo
al año siguiente, volviendo a Basilea donde se doctora en 1721, con la tesis “De respiratione”.
Intenta entrar en la
docencia en la universidad de Basilea, donde estaba su padre, pero su solicitud
para la cátedra de anatomía y botánica, fue denegada, al igual que para la
cátedra de lógica.
En vista de su fracaso,
decide viajar a Venecia para especializarse con el fisiólogo Pietro Antonio Michelotti, amigo de su padre, formarse en ingeniería
matemática con Jacobo Ricatti. De su estancia en
Venecia, nace su primera publicación en 1724: “Ejercitaciones matemáticas”
[1]
. Tuvo gran resonancia en
Italia, tal es así que le inscribieron en la recién creada Academia de Ciencias de Bolonia y como presidente
una Academia de Ciencias de Génova.
Ese mismo año, La
Academia de Ciencias de París anuncia un concurso “Sobre los medios para
conservar la uniformidad de los relojes de arena y clepsidras en el mar”.
El concurso lo ganan con dos trabajos independientes, Daniel y su padre
[2]
.
En 1925, la Academia de
Ciencias de San Petersburgo, quería contar con Nicolas Bernouilli,
hermano mayor de Daniel
[3]
, como profesor, y este
sugirió que los contrataran conjuntamente. En octubre de 1725, tenemos a
Nicolás Bernouilli como profesor de Mecánica y a
Daniel como profesor de Fisiología.
Su hermano fallece a los
8 meses, debido a unas fiebres. A quedarse solo, reclama a su amigo y compañero
el matemático Euler, que fuera a trabajar con él, comenzando uno de los
periodos mas fructíferos especialmente en la parte
matemática. Estudia la mecánica de los cuerpos elásticos. Determina la
curvatura de una banda elástica horizontal, fijada en un extremo, definiendo
las frecuencias de oscilación con mas de un cuerpo.
Desde el punto de vista de la medicina, determina la mecánica de la contracción muscular. Determinó la forma y ubicación de la entrada del nervio óptico, en el bulbo y dio una conferencia sobre el cálculo de trabajo realizado por el corazón, determinando la cantidad máxima que un ser humano podía realizar al día durante un periodo sostenido.
Determinación de la presión en fluidos
Daniel Bernouilli, médico
Daniel Bernouilli en Rusia
Daniel Bernouilli, catedrático de Física
[1]
Estaba dividida en cuatro partes
dedicadas al cálculo de probabilidades, teoría de los líquidos, ecuación
diferencia de Ricatti, y cuadraturas de figuras planas.
[2]
Comenzaría aquí la rivalidad entre
padre e hijo
[3]
Le llevaba 5 años
[4]
Hasta 1896, no se descubrió
el método actual.
[5]
Al final, una enfermedad , la censura de la Iglesia ortodoxa rusa, y
problemas con su salario, le motivaron para volver.
[6]
Tan mal le sentó que lo echó de
casa, causando a Daniel una profunda depresión. En 1732, el padre había
publicado su libro Hydráulica, con algunas de las ideas que había adelantado el
hijo.
[7]
Fue el primero en emplea las
bolas de billar para representar las moléculas de los gases chocando ente si.
[8]
El trabajo fue en colaboración con
D’Alembert y Euler
[9]
Mas tarde emplearía el mismo
sistema para determinar la duración media de un matrimonio para cada grupo de edad.
[10]
No solo conjeturó la ley de
Coulomb, sino que mejoró a construcción de las brújulas.
Juntos Bernouilli y Euler intentaron descubrir la relación entre
la velocidad con que fluye la sangre y la presión. Para ello, Daniel Bernouilli, perforó la pared de una tubería con una pajita
abierta, observando que la altura que el fluido subía por la pajita estaba
relacionada con la presión del fluido por la pajita. A partir de aquí los
médicos europeos medirían la presión colocando tubos de vidrio con extremos
puntiagudos directamente en las arterias
[4]
.
El primer artículo científico que Bernouilli entregó a la Academia tenía el título “Nueva teoría del movimiento del agua
que fluye a través de diferentes canales”. En él, realiza uno de los
primeros intentos serios de usar principios dinámicos en hidromecánica. La
idea de construir una teoría rigurosa de la hidráulica justificó su paso a la
cátedra de Matemática en 1730. También realizó los cálculos y proyectos para la construcción de más de 80 fuentes,
estanques y un acueducto en el nuevo Palacio de Verano.
A los académicos de San Petersburgo, se les exigía escribir un tratado
científico. Bernouilli lo proyectaba en dos artes. La
primera dedicada a los problemas de hidráulica y la segunda dedicada a la
fisiología. Al final, no pudo cumplir el contrato aunque dejó muchos artículos
y el manuscrito de un tratado de Hidrodinámica
[5]
.
Regresa a Basilea en 1733, y al año siguiente, por fin le adjudican la
cátedra de Anatomía y Botánica de la Universidad de Basilea. En ese año exponen
la Academia de París sus ideas sobre astronomía al objeto de obtener un premio
al que también concursaba su padre. Aunque la academia les adjudicó a ambos el
primer premio, a su padre, con 67 años le sentó muy mal
[6]
.
En 1738, por fin publicó su Hydrodynámica, donde expuso todas sus teorías, iniciando la dinámica de fluidos y desarrollando lo que será llamado posteriormente “Teorema de Bernouilli”, y “Ecuación de Bernouilli” , introduciendo los principios de teoría cinética de los gases. Los principios establecidos aquí será la base en el siglo XIX para el desarrollo de múltiples aplicaciones, como el uso de chimeneas altas, el efecto Venturi y el uso de formas aerodinámicas, el empleo de hélices en la propulsión y las bombas hidráulicas [7] .
En 1738, publica “Specimen theoriae novaoe mensura sortis” (Exposición de una nueva teoría sobre la
medición del riesgo). Bernoulli a menudo notó que al tomar
decisiones que implicaban cierta incertidumbre, las personas no siempre intentaban
maximizar su posible ganancia monetaria, sino que intentaban maximizar la
" utilidad ", un término económico que abarca su satisfacción y
beneficio personal. Bernoulli se dio cuenta de que para los humanos existe una
relación directa entre el dinero ganado y la utilidad, pero que disminuye a
medida que aumenta el dinero ganado.
Entre 1741 y 1743,
estudia las vibraciones de las cuerdas elásticas, considerando una barra
horizontal fijada a una pared vertical. Su tratado de 1753, sobre oscilaciones
resultó será una descripción del movimiento debido a la superposición de
numerosas vibraciones. Mas tarde pasó a los instrumentos musicales, tubos de un
órgano, y vibraciones de cuerdas de diferente grosor
[8]
. En 1743, pasó a dar
conferencias de fisiología y por fin en 1750, obtuvo la cátedra de Física. Ese
mismo año fue elegido miembro de Royal Society, el 3
de mayo.
En 1760, estudió el
problema de la mortalidad en las estadísticas médicas, dando una ecuación
matemática diferencia que relacionaba las variables mas destacadas
[9]
. En 1766, empleó su
sistema analítico para demostrar la eficacia de la vacunación contra la viruela
a partir de los datos de morbilidad y mortalidad.
Sus conocimientos se
completaron con sus trabajos sobre magnetismo y electricidad
[10]
.
Fue dos veces rector de
la universidad de Basilea en 1744 y en 1756
Continuó dando conferencias hasta 1776, habiendo publicado en toda su vida 86 trabajos científicos con los temas mas diversos. Entre 1725 y 1749, ganó diez premios
por sus trabajos en astronomía, gravedad, las mareas, las corrientes del océano
y el comportamiento de una embarcación en el mar entre otros.
Falleció en Basilea, el 17 de marzo de 1782, por una insuficiencia respiratoria. En su funeral, fue despedido por cientos de colegas en un acto solemne en la Academia de Ciencias de Paris.
Justificación de la medida de la presión (en latín)
ALMACÉN