Leyes
del movimiento de Newton
La
primera ley del movimiento rebate la idea aristotélica de que un cuerpo sólo
puede mantenerse en movimiento si se le aplica una fuerza. Newton expone que: Todo
cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no
ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas impresas sobre él.
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.
Segunda
ley
La
segunda ley del movimiento de Newton dice que El cambio de movimiento es
proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo
largo de la cual aquella fuerza se imprime. 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.
Tercera
ley de Newton o Ley de acción y reacción
Con
toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria: o sea, las acciones
mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentido opuesto. 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. 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. Este
principio presupone que la interacción entre dos partículas se propaga
instantáneamente en el espacio (lo cual requeriría velocidad infinita), y en su
formulación original no es válido para fuerzas electromagnéticas puesto que
estas no se propagan por el espacio de modo instantáneo sino que lo hacen a
velocidad finita "c".
Es
importante observar que este principio de acción y reacción relaciona dos
fuerzas que no están aplicadas al mismo cuerpo, produciendo en ellos
aceleraciones diferentes, según sean sus masas. Por lo demás, cada una de esas
fuerzas obedece por separado a la segunda ley. Junto con las anteriores leyes,
ésta permite enunciar los principios de conservación del momento lineal y del
momento angular.
Fuerza
En
física, la fuerza es una magnitud física que mide la intensidad del intercambio
de momento lineal entre dos partículas o sistemas de partículas (en lenguaje de
la física de partículas se habla de interacción). Según una definición clásica,
fuerza es todo agente capaz de modificar la cantidad de movimiento o la forma
de los cuerpos materiales. No debe confundirse con los conceptos de esfuerzo o
de energía. En el Sistema Internacional de Unidades, la fuerza se mide en
newtons (N).
Masa
inercial
En física, la masa inercial o masa
inerte es una medida de la resistencia de una masa al cambio de velocidad en
relación con un sistema de referencia inercial. En física clásica la masa
inercial de partículas puntuales se define mediante la siguiente ecuación:
Peso
En
física clásica, el peso es la fuerza con la cual un cuerpo actúa sobre un punto
de apoyo, y que está originada por la acción del campo gravitatorio local sobre
la masa del cuerpo. Por ser una fuerza, el peso se representa como un vector,
definido por su módulo, dirección y sentido, aplicado en el centro de gravedad
del cuerpo y dirigido aproximadamente hacia el centro de la Tierra.
Fuerza
de la fricción
La
fuerza de fricción se da a partir del contacto entre dos cuerpos. En realidad,
éste efecto siempre está presente en el movimiento de un cuerpo debido a que
siempre se desplaza haciendo contacto con otro (el aire en la mayoría de los
casos); en algunos casos, éste efecto es muy pequeño y es una buena
aproximación despreciar su valor, pero en otros, es necesario tomar en cuenta
ésta fuerza, debido a que determina el valor del movimiento.
Segunda
ley de newton Segunda Ley de Newton aplicada al Movimiento Circular Uniforme.
Movimiento circular no uniforme. Movimiento en
marcos de referencia acelerados. Movimiento en presencia de fuerzas resistivas.
Modelado numérico en dinámicas de partículas. Las fuerzas fundamentales de la
naturaleza aplicada al movimiento circular
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