LEYES DE NEWTON

Sebastian lazo

Concepto Revolucionaron los conceptos básicos de la física y el movimiento de los cuerpos en el universo, en tanto que

constituyen los cimientos no sólo de la dinámica clásica sino también de la física clásica en general. Aunque incluyen ciertas definiciones y en cierto sentido pueden verse como axiomas, Newton afirmó que estaban basadas en observaciones y experimentos cuantitativos; ciertamente no pueden derivarse a partir de otras relaciones más básicas. La demostración de su validez radica en sus predicciones... La validez de esas predicciones fue verificada en todos y cada uno de los casos durante más de dos siglos.[2]

El primer concepto que maneja es el de masa, que identifica con «cantidad de materia». La importancia de esta precisión está en que permite prescindir de toda cualidad que no sea física-matemática a la hora de tratar la dinámica de

los cuerpos. Con todo, utiliza la idea de éter para poder mecanizar todo aquello no reducible a su concepto de masa.

Newton asume a continuación que la cantidad de movimiento es el resultado del producto de la masa por la velocidad, y define dos tipos de fuerzas: la vis insita,

que es proporcional a la masa y que refleja la inercia de la materia, y la vis impressa (momento de fuerza), que es la acción que cambia el estado de un cuerpo, sea cual sea ese estado; la vis impressa, además de producirse por choque o presión, puede deberse a la vis centrípeta (fuerza centrípeta), una fuerza que lleva al cuerpo hacia algún punto determinado. A diferencia de las otras causas, que son acciones de contacto, la vis centrípeta es una acción a distancia. En esta distingue Newton tres tipos de cantidades de fuerza: una

absoluta, otra aceleradora y, finalmente, la motora, que es la que interviene en la ley fundamental del movimiento.

FUNDAMENTOS TEÓRICOS DE LAS LEYES

PRIMERA LEY DE NEWTON O LEY DE LA

INERCIA

• Esta ley postula, por tanto, que un cuerpo no puede cambiar por sí solo su estado inicial, ya sea en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme, a menos que se aplique una fuerza o una serie de fuerzas cuyo resultante no sea nulo sobre él. Newton toma en cuenta, así, el que los cuerpos en movimiento están sometidos constantemente a fuerzas de roce o fricción, que los frena de forma progresiva, algo novedoso respecto de concepciones anteriores que entendían que el movimiento o la detención de un cuerpo se debía exclusivamente a si se ejercía sobre ellos una fuerza, pero nunca entendiendo como esta a la fricción.

• En consecuencia, un cuerpo con movimiento rectilíneo uniforme implica que no existe ninguna fuerza externa neta o, dicho de otra forma; un objeto en movimiento no se detiene de forma natural si no se aplica una fuerza sobre él. En el caso de los cuerpos en reposo, se entiende que su velocidad es cero, por lo que si esta cambia es porque sobre ese cuerpo se ha ejercido una fuerza neta.

• Ejemplo, para un pasajero de un tren, el interventor viene caminando lentamente por el pasillo del tren, mientras que para alguien que ve pasar el tren desde el andén de una estación, el interventor se está moviendo a una gran velocidad. Se necesita, por tanto, un sistema de referencia al cual referir el movimiento.

Esta ley explica qué ocurre si sobre un cuerpo en movimiento (cuya masa no tiene por qué ser constante) actúa una fuerza neta: la fuerza modificará el estado de movimiento, cambiando la velocidad en módulo o dirección. En

concreto, los cambios experimentados en el momento lineal de un cuerpo son proporcionales a la fuerza motriz y se desarrollan en la dirección de esta; esto

es, las fuerzas son causas que producen aceleraciones en los cuerpos. Consecuentemente, hay relación entre la causa y el efecto, esto es, la fuerza y

la aceleración están relacionadas. Dicho sintéticamente, la fuerza se define simplemente en función del momento en que se aplica a un objeto, con lo que dos fuerzas serán iguales si causan la misma tasa de cambio en el momento

del objeto.

SEGUNDA LEY DE NEWTON O LEY DE

FUERZA

Tercera ley de Newton o Ley

de acción y reacción

La tercera ley es completamente original

de Newton (pues las dos primeras ya

habían sido propuestas de otras

maneras por Galileo, Hooke y Huygens)

y hace de las leyes de la mecánica un

conjunto lógico y completo. [8] Expone

que por cada fuerza que actúa sobre un

cuerpo (empuje), este realiza una fuerza

de igual intensidad, pero de sentido

contrario sobre el cuerpo que la produjo.

Dicho de otra forma, las fuerzas,

situadas sobre la misma recta, siempre

se presentan en pares de igual

magnitud y de dirección, pero con

sentido opuesto.

MAPA CONCEPTÚAL

LEYES DE LA REGLA DE NEWTON

• En el presente cap´itulo enunciaremos y analizaremos las as´i llamadas Leyes de Newton.

• Recurrir a estas leyes para formular la mec´anica cl´asica presenta algunos inconvenientes,

• pues permite que se le hagan objeciones desde un punto de vista l´ogico. A pesar de estas

• dificultades persistiremos en este camino, es decir, tomaremos las leyes de Newton como el

• punto de partida para el desarrollo de la mec´anica. Las razones para ello son dos: por una

• parte esta forma de proceder corresponde m´as de cerca al desarrollo hist´orico y, por otra,

• tiene la ventaja de ser una formulaci´on menos abstracta que las otras alternativas.

• Antes de enunciar las famosas leyes de Newton, debemos discutir algunos conceptos

preliminares.

USO DE LAS LEYES DE NEWTON

sobre un cuerpo no necesariamente tiene que ser nula. Para que sobre un cuerpo pueda

actuar una fuerza neta no nula es necesario que exista al menos un segundo cuerpo.

A pesar de que no se menciona expl´icitamente, al aplicar la tercera ley se supone que la

acci´on y reacci´on aparecen en forma simult´anea. Como dos cuerpos pueden interactuar

a distancia (por ejemplo, a trav´es de la interacci´on gravitacional), el ´ultimo comentario

implica que en la mec´anica newtoniana debe existir una manera de transmitir la informaci´on

de un cuerpo a otro con una velocidad infinita. En la naturaleza tales velocidades infinitas

no existen; hoy en d´ia sabemos que la velocidad de la luz en el vac´io es un l´imite superior

para las velocidades con que se puede trasladar algo material o informaci´on de un lugar a

otro. Por esta raz´on, la tercera ley es generalmente una muy buena aproximaci´on, pero no

tiene una validez universal; por ejemplo, en colisiones at´omicas no es siempre aplicable.

SI UN CUERPO SE DESLIZA SOBRE OTRO, TARDE O TEMPRANO SE DETENDR´A A

MENOS QUE EXISTA UNA

FUERZA EXTERNA QUE PERPET´UE EL MOVIMIENTO. LA FUERZA QUE SE OPONE AL

DESLIZAMIENTO RELATIVO

ENTRE LOS DOS CUERPOS SE DENOMINA FUERZA DE ROCE CIN´ETICO. SE ORIGINA EN

LA INTERACCI´ON DE

AMBAS SUPERfiCIES EN CONTACTO.

LA FUERZA DE ROCE NO S´OLO APARECE CUANDO DOS CUERPOS EST´AN EN

MOVIMIENTO RELATIVO, SINO

QUE TAMBI´EN PUEDE ESTAR PRESENTE CUANDO LOS DOS CUERPOS SE ENCUENTRAN

EN REPOSO RELATIVO.

EN EFECTO, SI, POR EJEMPLO, INTENTAMOS DESLIZAR UNA MESA POR EL PISO,

NOTAMOS QUE APARECE

UNA FUERZA QUE IMPIDE QUE ESTE DESLIZAMIENTO COMIENCE. A ESTA FUERZA SE LE

DENOMINA FUERZA

DE ROCE EST´ATICO

Roce cin´etico y est´atico

LEY DE NEWTON: (EJEMPLO)

La Segunda ley de Newton se encarga de cuantificar el concepto

de fuerza. Nos dice que la fuerza neta aplicada sobre un cuerpo es

proporcional a la aceleración que adquiere dicho cuerpo . La

constante de proporcionalidad es la masa del cuerpo, de manera

que podemos expresar la relación de la siguiente manera:

F = m a

COMO SON LAS FACES

Como esta formado