Significado de las leyes de Newton

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Las leyes de Newton son un conjunto de tres leyes que explican la dinámica del movimiento de los cuerpos, y juntas forman la base de la mecánica clásica. Fueron creadas por Isaac Newton y publicadas en 1687 en su libro “Principios matemáticos de la filosofía natural”.

Estas leyes explican las causas que alteran el estado de movimiento de un cuerpo. Un cuerpo puede estar en equilibrio o puede estar moviéndose con cierta aceleración.

Hay dos estados de equilibrio: estático y dinámico. Cuando un cuerpo está en equilibrio estático, está en reposo. Cuando está en equilibrio dinámico, se mueve en línea recta a velocidad constante – movimiento recto uniforme (MRU).

Para salir del estado de equilibrio, una fuerza debe actuar sobre el cuerpo y debe ganar aceleración. Podemos entender la fuerza como una interacción entre dos cuerpos.

Primera ley de Newton: Ley de Inercia

Todo cuerpo continúa en su estado de reposo o movimiento uniforme en línea recta, a menos que se vea obligado a cambiar ese estado por las fuerzas que se le aplican.

La ley de inercia explica que un cuerpo tiende a permanecer en equilibrio a menos que se le aplique una fuerza resultante distinta de cero. La fuerza resultante es la suma vectorial de todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo.

Si la suma de estas fuerzas es cero, es decir, si las diferentes fuerzas se anulan entre sí, el cuerpo permanecerá en equilibrio: reposo o movimiento rectilíneo uniforme. Si la fuerza resultante es diferente de cero, el cuerpo gana aceleración y sale del estado de equilibrio.

Según esta ley, cuanto mayor sea la masa de un cuerpo, mayor será su inercia y, por lo tanto, mayor deberá ser la fuerza para sacar al cuerpo del estado de reposo o del movimiento rectilíneo uniforme.

Un ejemplo sencillo para entender la ley de la inercia es un autobús en movimiento que se detiene repentinamente. En ese momento, las personas que están dentro del vehículo serán proyectadas hacia adelante, ya que sus cuerpos tienden a seguir moviéndose.

Lo contrario ocurre cuando un vehículo parado es acelerado rápidamente. En este caso, las personas dentro del vehículo son impulsadas hacia atrás porque tienden a permanecer en reposo.

Aprenda más sobre la primera ley e inercia de Newton.

La Segunda Ley de Newton: Principio Fundamental de la Dinámica

El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa, y se produce en la dirección de la línea recta en la que se aplica esa fuerza.

Cuando se aplica una fuerza resultante no nula a un cuerpo, éste ganará aceleración y saldrá del estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme (MRU).

La aceleración causada en el objeto es proporcional a la fuerza (f) aplicada sobre él. Esto significa que cuanto mayor sea la fuerza, mayor será el movimiento del cuerpo. La aceleración (a) y la masa (m), por otra parte, son inversamente proporcionales, porque cuanto mayor sea la masa, menor será la aceleración.

Esa ley se describe con la siguiente expresión:

segunda lei de newton

La fuerza y la aceleración se representan con una flecha, porque son magnitudes vectoriales, es decir, tienen módulo, dirección y sentido. Según esta ley, la fuerza resultante produce en el objeto una aceleración en la misma dirección y dirección.

La fuerza se mide en Newton (N), que representa la fuerza necesaria para producir una aceleración de 1m/s² en un cuerpo de 1000 gramos.

Esta ley también se llama el Principio de Superposición de Fuerzas, porque la fuerza resultante se calcula por la suma vectorial de todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo.

Aprenda más sobre la segunda ley de Newton.

Tercera Ley de Newton: Ley de Acción y Reacción

A cada acción siempre hay una reacción opuesta y de igual intensidad: las acciones mutuas de dos cuerpos entre sí son siempre iguales y dirigidas en direcciones opuestas.

Según la tercera ley de Newton, siempre que una fuerza actúa sobre un cuerpo, éste reacciona con la misma fuerza y en la misma dirección, pero en sentido contrario. Esto significa que si se aplica una fuerza de izquierda a derecha, la reacción del cuerpo será de derecha a izquierda.

De esta ley se entiende que para la aparición de una fuerza es necesaria la interacción entre dos cuerpos, y no es posible que la acción y la reacción ocurran en el mismo cuerpo.

Un ejemplo de la ley de acción y reacción es una persona con patines que empuja un objeto muy pesado. En este caso, la persona será empujada en la dirección opuesta y se moverá debido a la pequeña fuerza de fricción entre el suelo y los patines.

Véase también la tercera ley de Newton, la dinámica y la fuerza.