PRIMERA LEY DE NEWTON
Esta indica que si un cuerpo dado no está sujeto a
la acción de fuerzas, mantendrá sin cambio su velocidad (en magnitud y dirección).
Esta propuesta se le debe originalmente a Galileo, pero Newton la adoptó como
la primera de sus leyes para describir el movimiento de cuerpos.
A primera vista, esta ley parece ser menos compleja
que las otras dos, pues carece de una expresión matemática y para colmo parece
un corolario de su segunda ley (F = m a), pues la aceleración de
un objeto es nula (o sea, su velocidad es constante) cuando no hay fuerzas
actuando sobre él.El sentido original de la primera ley de Newton
(conocida como Ley de la inercia), es que no se requieren fuerzas para mantener
sin variación el movimiento de los cuerpos, sino solamente para cambiar la
magnitud o la dirección de su velocidad. En otras palabras, no es necesario que
haya una fuerza para que un cuerpo se encuentre en movimiento, sino únicamente
para que cambie el estado del movimiento en sí. Este enunciado resultó
fundamental cuando Galileo y Newton lo propusieron, pues según la percepción
antigua y contradictoria a este principio, sustentada sobre todo un famoso libro
de Aristóteles titulado precisamente Física, se requiere un "agente
activo", o sea una fuerza, para mantener en movimiento un cuerpo, pues su
"estado natural" es el de reposo.
Fue un
físico, filósofo, teólogo, inventor, alquimista y matemático inglés,
autor de los Philosophiae naturalis prinipia mathematica, más conocidos
como los principia, donde describió la ley de la gravitación universal y
estableció las bases de la mecánica
clásica mediante la leyes que llevan su nombre.
La inercia es la propiedad que tienen los cuerpos
de permaneces en su estado de reposo o movimiento, mientras no se le aplique
sobre ellos alguna fuerza, o la resistencia que opone la matera al modificar su
estado de reposo o movimiento. Como consecuencia un cuerpo conserva su estado
de reposo o movimiento rectilíneo uniforme si no hay una fuerza actuando sobre
él. De ser así el cuerpo dejara su estado original y tomara uno nuevo.En física
se dice que un sistema tiene más inercia cuando resulta más difícil lograr un
cambio en estado físico del mismo.
Los dos usos más frecuentes en física son la
inercia mecánica
y la inercia térmica.La primera de ellas en mecánica y es una medida de
dificultad para cambiar el estado de movimiento o reposo de un cuerpo. La
inercia mecánica depende de la cantidad de masa y del tensor de inercia.La
inercia térmica mide la dificultad con la que un cuerpo cambia su temperatura
al estar en contacto con otros cuerpos o ser calentado. La inercia térmica
depende de la cantidad de masa y de la capacidad calorífica.Las
llamadas fuerzas de inercia son fuerzas ficticias o aparentes que un observador
percibe en un sistema de referencia no-inercial
ECUACIONES
SEGUNDA LEY DE
NEWTON
La Segunda Ley de Newton, también conocida como Ley Fundamental
de la Dinámica, es la que determina una relación proporcional entre fuerza
y variación de la cantidad de movimiento o momento lineal de un cuerpo. Dicho
de otra forma, la fuerza es directamente proporcional a la masa y a la
aceleración de un cuerpo.
Cuando Newton unificó la fuerza de gravedad terrestre,
incluida en su segunda ley o Ley de Fuerza, con la fuerza de gravedad
de las órbitas planetarias en su Ley de Gravitación Universal tenía
sentido el principio de igualdad entre masa inercial y masa gravitatoria
citado, pues así lo indicaban todos los experimentos científicos y fenómenos
naturales.
Fuerza / masa = aceleración
Fuerza / masa = aceleración
Una buena explicación para misma es que establece
que siempre que un cuerpo ejerce una fuerza sobre un segundo cuerpo, el segundo
cuerpo ejerce una fuerza sobre el primero cuya magnitud es igual, pero en
dirección contraria a la primera. También podemos decir que la
segunda ley de Newton responde la pregunta de lo que le sucede a un objeto que
tiene una fuerza resultante diferente de cero actuando sobre el.
Además, la Física Clásica de Newton asumía que una fuerza constante podría acelerar
una masa hasta el infinito.
La Segunda Ley de Newton ha
sido modificada por la Teoría
de la Relatividad Especial de Einstein
al recoger el fenómeno de aumento de la masa de un cuerpo con la velocidad y,
posteriormente, por la Relatividad
General al introducir perturbaciones del espacio-tiempo. Una fuerza
constante ya no podrá acelerar una masa hasta el infinito; no obstante la
relación de proporcionalidad entre masa y fuerza que provoca la aceleración se
sigue manteniendo para la masa en un instante concreto.
El primer experimento que
confirmaba la masa relativista fue el descubrimiento por Bücherer en 1908 de que la
relación de la carga del electrón y su masa (e / m) era menor para electrones rápidos
que para los lentos. Posteriormente, incontables experimentos confirman los
resultados y fórmulas físicas anteriores.
La masa y la energía se
convierten así en dos manifestaciones de la misma cosa. Los principios de
conservación de la masa y de la energía de la mecánica clásica pasan a
configurar el principio de conservación de la energía-masa relativista más
general.
Sin embargo, la Teoría de la Relatividad
de Einstein sigue sin decirnos qué es esa cosa que se manifiesta como masa o
como energía. Por ello, la idea de incontables experimentos que confirman dicha
teoría es un poco aventurada, una cosa es que matemáticamente cuadren algunos
resultados y otra que la realidad física subyacente sea la propugnada por la Mecánica Relativista.
Por el contrario, la Mecánica Global explica la
fuerza de la gravedad como el efecto de la tensión de la curvatura longitudinal
de la estructura reticular de la materia o globina, para no confundirla con la
materia normal. También explica en qué consiste la energía electromagnética y
cómo se forma la masa, es decir, ha unificado la gravedad, la energía y la
masa.
ECUACIONES
TERCERA LEY DE NEWTON
La tercera
ley de Newton explica las fuerzas de acción y reacción. Estas fuerzas las
ejercen todos los cuerpos que están en contacto con otro, así un libro sobre la
mesa ejerce una fuerza de acción sobre la mesa y la mesa una fuerza de reacción
sobre el libro. Estas fuerzas son iguales pero contrarias; es decir tienen el
mismo modulo y sentido, pero son opuestas en dirección.
Esto significa que siempre en que un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro este
también ejerce una fuerza sobre él.
Se nombra fuerza de acción a la que es ejercida por el primer cuerpo que
origina una fuerza sobre otro, por lo tanto se denomina fuerza de reacción a la
es originada por el cuerpo que recibe y reacciona (De allí el nombre) con esta
otra fuerza sobre el primer cuerpo.
¿Pero qué pasa cuando ningún cuerpo origino primariamente la fuerza, como en el
ejemplo del libro sobre la mesa? Cualquiera puede ser denominada fuerza de
acción y obviamente a la otra se le denominará como fuerza de reacción.
Ejemplos
En la siguiente imagen se encuentran cinco ejemplos más de las fuerzasa de
acción y reacción:
- La fuerza que ejerce la bala
sobre la pistola y la que ejerce la pistola sobre la bala provocando el
disparo de esta.
- La fuerza que ejerce el
avión sobre el aire, provoca que el aire reaccione sobre el avión
provocando el desplazamiento de este.
- La fuerza del misil hacia el
aire y la del aire sobre el misil provoca el movimiento del misil.
- La fuerza que la mano ejerce
sobre la mesa y la que esta ejerce de vuelta no da como resultado el
movimiento debido a que las fuerzas son muy leves como para provocarlo.
La fuerza que ejerce el remo sobre el muelle no
es suficiente como para moverlo pero la fuerza de reacción del muelle si es
suficiente como para mover al remo hacia atrás, llevando al hombre hacia atrás,
por lo que el bote es arrastrado hacia atrás
·
Siempre
que un objeto ejerce una fuerza sobre un segundo objeto, el segundo objeto
ejerce una fuerza de igual magnitud y dirección opuesta sobre el primero.
Con frecuencia se enuncia como "A cada acción siempre se opone una
reacción igual". En cualquier interacción hay un par de fuerzas de
acción y reacción, cuya magnitud es igual y sus direcciones son opuestas. Las
fuerzas se dan en pares, lo que significa que el par de fuerzas de acción y
reacción forman una interacción entre dos objetos.
·
Otra forma de verlo es la siguiente:
·
Si dos
objetos interactúan, la fuerza F12, ejercida por el objeto 1 sobre
el objeto 2, es igual en magnitud y opuesta en dirección a la fuerza F21
ejercida por el objeto 2 sobre el objeto 1:
ECUACIONES
