Leyes de Newton

Con la formulación de las tres Leyes del Movimiento, Isaac Newton estableció las
bases de la Dinámica, que es la rama de la Física que estudia las causas que
originan el movimiento de los cuerpos bajo la acción de fuerzas.

Descripción de las causas que provocan el movimiento. En la naturaleza se presentan una diversidad de
movimientos, como habrás observado para que se

produzcan os movimientos que experimentas diariamente; al levantar algo, cuando caminas,
al doblar una varilla, para desviar una pelota, o cuando un objeto cae, se requiere la
aplicación de una fuerza.

Por lo anterior podemos concluir que fuerza y movimiento se presentan juntos en la
naturaleza.

Cabe aclarar que, si a un cuerpo se le aplican simultáneamente varias fuerzas, el
movimiento es producido por la Fuerza resultante.

La Fuerza resultante ocasiona lo siguiente:

• Que un objeto empiece a moverse o se mueva más rápido

• Que un objeto disminuya su velocidad o se detenga.

• Que cambie la dirección de un objeto en movimiento.

• Que cambie la forma de un objeto.

Relación
entre fuerza y movimiento

Desde
la antigüedad se ha estudiado la relación existente entre fuerza y movimiento,
cuando Aristóteles analizó este fenómeno llegó a concluir que el cuerpo se
mueve sólo mientras se le aplica la fuerza, pero al cesar ésta, el cuerpo
vuelve al reposo. Estas afirmaciones incorrectas fueron aceptadas durante la
edad media.

Cuando
Galileo utilizó un método experimental en el estudio de los fenómenos físicos,
comprobó que un objeto puede estar en movimiento, sin la acción permanente de
una fuerza.

Los
experimentos realizados por Galileo le permitieron descubrir que todos los
cuerpos poseen una propiedad llamada Inercia, por lo cual un cuerpo que está en
reposo tiende a permanecer inmóvil y si se encuentra en movimiento sin que
ninguna fuerza actúe sobre él, el cuerpo tiende a moverse en línea recta y a
velocidad constante.

INERCIA

Tendencia que presenta un cuerpo a
mantener su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme.

Primera
ley de Newton o ley de la Inercia

Con base en los estudios de Galileo, Newton estableció la Primera Ley del
Movimiento o Ley de la Inercia la cual se enuncia a continuación:

PRIMERA LEY DE NEWTON.

Todo objeto tiende a conservar su
estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme a menos que se le aplique
una fuerza no equilibrada.

La Primera ley de Newton nos explica la tendencia natural que tienen los cuerpos
de conservar su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme. Lo cual
implica que no hay una diferencia fundamental entre un cuerpo que está en
reposo y otro que se mueva con velocidad constante, puesto que en ambos casos
están actuando fuerzas equilibradas.

De acuerdo a la Primera Ley de Newton un cuerpo en reposo permanecerá así, siempre
y cuando no se aplique una fuerza que lo empuje, jale o arrastre. Por lo tanto
para que un cuerpo empiece a moverse se requiere la aplicación de una fuerza,
pero una vez en movimiento, continuará moviéndose en línea recta y sin cambiar
su velocidad.

Ejemplos:

Cuando se presionan fuertemente los frenos de un automóvil, el auto se detiene
bruscamente, pero esta fuerza aplicada rápidamente, no se transmite sobre el cuerpo de los pasajeros.
Por lo tanto, ellos continúan su movimiento hacia adelante.

Un paracaidista que salta del avión, no cae verticalmente, si no que sale hacia
adelante con la misma velocidad del avión en que volaba, conservando ese
movimiento, a la vez que va cayendo, describiendo una trayectoria curva. Puesto
que se desplaza simultáneamente en el eje x y en el eje

Ley de fuerza y masa. (segunda ley de newton)

De acuerdo a la Primera Ley de Newton, se sabe que, si la resultante de las
fuerzas que actúan sobre un cuerpo es cero, dicho cuerpo se encuentra en reposo
o se desplaza en línea recta a velocidad constante.

Pero ¿Qué le sucede a un cuerpo cuando la fuerza resultante que actúa sobre él es
diferente de cero?

Si estudiamos el movimiento de un cuerpo colocado sobre una superficie lisa
horizontal al que se le aplica una fuerza constante, se puede comprobar
experimentalmente, que la velocidad del móvil va aumentando conforme transcurre
el tiempo, por lo que el movimiento del cuerpo es acelerado, dicha experiencia
demuestra también que la fuerza aplicada y la aceleración tienen la misma
dirección y sentido, como se observa en la figura.

Relación entre fuerza y aceleración

Mediante la experimentación se ha logrado determinar la relación entre la fuerza
aplicada y la aceleración producida. Como se muestra en la siguiente figura.

Si a un cuerpo se le aplican tres fuerzas diferentes en forma separada, el cuerpo
adquiere una aceleración diferente.

Pero al determinar matemáticamente la razón o relación entre la fuerza aplicada y la
aceleración producida, se obtiene el mismo valor para cada uno de los
experimentos (dentro de los límites de error experimental).

fuerza y aceleración. La masa es una característica del cuerpo y no cambia si éste se
deforma, o se desplaza. A esta propiedad Newton le llamó cantidad de materia. La
ecuación obtenida establece una relación inversamente proporcional entre la
masa del cuerpo y la aceleración que experimenta, por lo que cuanto mayor sea
la masa del cuerpo tanto menor será la aceleración que adquiere. Por ello, la
masa es una medida de la inercia del cuerpo, por lo que también se le llama
cantidad inercial. Los cuerpos que tienen más masa presentan una mayor inercia.

La relación entre fuerza, masa y aceleración se establece en la segunda Ley de
Newton o Ley de fuerza y aceleración, esta ley es fundamental en la ciencia y
la ingeniería actual.

SEGUNDA LEY DE NEWTON

Siempre que una fuerza no equilibrada
actúe sobre un cuerpo produce una aceleración en su misma dirección, que es
directamente proporcional a la fuerza e inversamente proporcional a la masa del
cuerpo.

 

LEY DE ACCIÓN Y REACCIÓN O TERCERA LEY DE NEWTON.

En sus estudios sobre Dinámica, Isaac Newton encontró que una fuerza está siempre
relacionada con dos cuerpos. Un cuerpo que ejerce la fuerza y otro que lo
experimenta, por lo que la acción de una fuerza sobre un cuerpo, no se puede
manifestar sin que haya otro cuerpo que la provoque.

No se presenta en la naturaleza una fuerza única o aislada. Newton comprobó que,
en la interacción de dos cuerpos, las fuerzas siempre aparecen en pares; la acción
de un cuerpo sobre otro, siempre provoca una reacción de igual magnitud y
dirección opuesta.

Las fuerzas que aparecen en la interacción de dos cuerpos se llaman “acción” y
“reacción”. Es indiferente especificar cuál de las dos fuerzas es la acción y
cuál la reacción. Estas observaciones de Newton se pueden sintetizar en el
enunciado de su Tercera ley, también llamada “Ley de Acción y Reacción”:

TERCERA LEY DE NEWTON.

Siempre que un cuerpo ejerza sobre
otro una fuerza el segundo ejercerá sobre el primero otra fuerza de igual
magnitud y dirección, pero de sentido contrario.

Es importante observar que cuando se consideran las fuerzas de interacción entre
dos objetos, nunca se encuentran ambas fuerzas del par actuando sobre el mismo
objeto, debido a que una fuerza afecta a un cuerpo y la otra al otro. Este
hecho, nos explica que una fuerza aplicada a un cuerpo, no es anulada por la
reacción del otro. Por ejemplo: