Resumen

Las leyes de Newton

Durante siglos atrás el problema acerca del movimiento y sus causas fue el tema central, sin embargo, fue hasta la época de Galileo y Newton cuando se efectuaron soluciones para el problema. Isaac Newton desarrollo las ideas planteadas por Galileo de una manera exitosa, su sistema se resume en tres leyes del movimiento.

La primera ley tiene que ver con el movimiento de un solo cuerpo sobre el cual no actúan fuerzas, la segunda ley estudia la relación entre fuerza, masa y aceleración, la tercera ley relaciona las fuerzas que los objetos ejercen unos sobre otros.

 

Primera Ley de Newton

Antes de los trabajos de Galileo se pensaba que se necesitaba una fuerza para conservar a un cuerpo en movimiento, se creía que un cuerpo estaba en su estado natural si estaba en reposo, además que para que un cuerpo siguiera en movimiento con velocidad constante tenia que ser impulsado continuamente.

Galileo se opuso a esa idea, suponiendo que al cuerpo en movimiento se le podían quitar todas esas fuerzas, supuso que usando un superficie de movimiento cada ves mas lisa, plana y horizontal, el movimiento continuaría mayor tiempo y la velocidad disminuiría mas lentamente y si se usaran superficies aun mas lisas el cuerpo llegaría mas lejos antes de detenerse y su velocidad disminuiría mas lentamente, y si se pudiera quitar toda fricción el cuerpo seguiría en línea recta con velocidad constante. Galileo afirmó que se necesitaba alguna fuerza externa para cambiar de velocidad de un cuerpo, pero que no se necesitaba ninguna fuerza para conservar la velocidad del cuerpo. Esta conclusión la retomo Newton y la enuncio como su primera ley: “todo cuerpo conserva su estado de reposo o movimiento rectilíneo uniforme, a menos que sea obligado a cambiar de ese estado por fuerzas aplicadas sobre el”. La primera ley de Newton se conoce también como la “ley de la inercia”. La medida cuantitativa de la inercia se conoce como la masa.

 

Segunda ley de Newton

La segunda ley de Newton dice que: “el cambio del movimiento es proporcional a la fuerza aplicada y se efectúa en la dirección de la línea recta en que se aplica la fuerza”. Según esta ley, la relación entre la fuerza y el cambio del movimiento es directamente proporcional. F = m Δv/Δt Newton expreso con esta ecuación la fuerza que se le aplica a un cuerpo, es igual a la rapidez con que cambia la cantidad de movimiento. No todos los cuerpos se pueden poner en movimiento con la misma facilidad, ya que la dificultad aumenta dependiendo de la cantidad de materia que contienen, a esto se le llama “masa” y todos los cuerpos la contienen. Entonces analizando la formula se expresaría de esta manera: F= m⋅a (la fuerza requerida para producir una  aceleración será proporcional a la masa del cuerpo). La unidad para medir la fuerza es el Newton y se forma a partir de multiplicar la unidad de la masa que es el kilogramo por la unidad de la aceleración que es m/s².

La masa tiene una conexión con el peso. Se sabe que todos los cuerpos caen con la misma aceleración de gravedad (9.81 m/s²), la fuerza que ejerce la tierra sobre los cuerpos debido a la aceleración de la gravedad se llama peso y este peso es directamente proporcional a la masa de un cuerpo y su monto lo da la gravedad, con esto se establece que el peso (W) de un cuerpo es su masa multiplicada por la gravedad (W = m⋅g). La masa de un cuerpo ocasiona una fuerza gravitatoria que se ejerce sobre éste, y también es la causa de que tenga inercia.

 

Tercera ley de Newton

Se dice que todas las veces que un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro, el segundo cuerpo ejercerá otra sobre el primero. Si una de 2 fuerzas que intervienen en la interacción de 2 cuerpos se llama fuerza de “acción” la otra se llama fuerza de “reacción”. Cualquiera de las 2 fuerzas puede considerarse como “acción” o “reacción”. Esta propiedad de las fuerzas fue primeramente formulada por Newton en su tercera ley del movimiento: “a toda acción corresponde una reacción igual o contraria”. En otras palabras si un cuerpo ejerce una fuerza en otro, el otro ejerce una fuerza igual pero opuesta al primero. Las fuerzas de acción y reacción que ocurren en pares, obran en cuerpos diferentes y si lo hicieran en el mismo cuerpo no tendrían ningún movimiento acelerado porque la resultante en cualquier cuerpo seria igual a cero.