¿Cuáles son las leyes de Newton?

Mediante este post tendrás la oportunidad de conocer cuáles son las Leyes de Newton, mejor conocidas como las leyes de la dinámica o del movimiento de Newton, a través de ellas, se conoce el movimiento de los astros y el funcionamiento mecánico de las máquinas.

Para poder conocer cuáles son las leyes de Newton, se debe saber sobre el movimiento, responsable del desplazamiento de los cuerpos, dentro de un sitio determinado con referencia a otro cuerpo, la fuerza es la acción de un cuerpo sobre otro, lo que permite el movimiento y la masa es la magnitud que indica la cantidad de materia que compone al cuerpo en  movimiento.

Por lo cual Isaac Newton, asume que el movimiento es una traslación de un cuerpo que se desplaza a otro lugar, este movimiento y lugar puede ser relativo, hasta llegar a un sitio inmóvil, que abre paso al sistema de referencia de los movimientos absolutos.

En consecuencia de ello, la fuerza en los planteamientos de Isaac Newton, tiene una denominación de carácter absoluto y no relativo, a lo cual todo movimiento se encuentra regido por tres leyes, que explican el movimiento de  todos los objetos macroscópicos que se mueven a velocidades inferiores a la luz, siendo las siguientes:

Primera Ley de Newton

Se conoce con el nombre de Ley de Inercia, ya que al no existir fuerzas externas que actúen sobre un objeto, este mantiene el reposo o su movimiento será una velocidad constante en línea recta, el movimiento finaliza cuando las fuerzas externas de fricción actúan sobre la superficie del cuerpo haciendo que se detenga.

El movimiento de un objeto que se desplaza por una superficie de hielo durará más tiempo que sobre una superficie de cemento, debido a que existe menor grado de fricción en el hielo que en el cemento; Galilei comentaba que al no existir fricción, el cuerpo continuaría desplazándose a una velocidad constante, pues ninguna fuerza afecta su movimiento.

Al presentarse un cambio en el movimiento de un cuerpo, este presentará un cierto nivel de resistencia conocido como INERCIA, el mejor ejemplo, cuando te trasladas en un automóvil que tuvo que frenar de emergencia, debes detenerte con tus propias manos, allí experimentamos lo que es la inercia.

También puedes apreciar la fuerza en un autobús, pues al detenerse en forma imprevista las personas que son transportadas se desplazarán hacia adelante, buscando continuar el movimiento rectilíneo, ahora bien si está en reposo y avanza rápidamente las personas tendrán que moverse hacia atrás, intentando buscar el estado de reposo.

Segunda Ley de Newton

Es la ley de la Fuerza, comenta que si aplicas fuerza a un cuerpo, este se va acelerar y esta aceleración se producirá en la misma dirección en que fue aplicada la fuerza, lo cual es inversamente proporcional a la masa del cuerpo que se mueve.

Es imprescindible que recuerdes que la fuerza y la aceleración son magnitudes vectoriales, por lo que poseen valor, dirección y sentido; si la masa de los objetos fuese continua. Ésta es la fórmula que expresa la segunda Ley de Newton es (F=m.a).

Ahora bien, cuando la masa del cuerpo aumenta, la aceleración tiende a disminuir, por lo cual requieres establecer la cantidad de movimiento que se conoce como (p), que es igual al producto de la masa de un cuerpo por su velocidad. Expresado matemáticamente así (p=m.v).

En el Sistema Internacional la cantidad de movimiento (p) se mide en kg.m/s, donde la unidad de la masa es el kilogramo y la unidad para medir la aceleración es metros por segundos, por lo cual Fuerza(N)=masa (kg) x aceleración (m/s2)

Tercera Ley de Newton

Es denominada Ley de acción y reacción, aquí se postula que la fuerza que impulsa un cuerpo genera a su vez una fuerza igual que va en sentido contrario, esto quiere decir que si un cuerpo ejerce fuerza en otro cuerpo, el segundo cuerpo producirá una fuerza sobre el  primero con igual magnitud y en dirección contraria, esta fuerza se produce en partes iguales y opuestos.

La tercera ley de Newton se expresa matemáticamente como F1 = F2’

Un buen ejemplo es cuando en la piscina el joven A empuja al joven B, ambos se van a desplazar en sentido contrario, aunque el último no haga el intento de empujar al primero, esto es producto a la reacción que el joven B hace sobre el joven A.

Es primordial observar que este basamento de acción y reacción relaciona dos fuerzas que no están aplicadas al mismo cuerpo, lo cual produce aceleraciones distintas, de acuerdo a sus masas, cada fuerza obedece por separada a la segunda ley, pues aunque los pares de acción y reacción tengan un valor igual y sentidos contrapuestos, no se anulan entre sí, ya que actúan sobre cuerpos distintos.

¿Quién fue Isaac Newton?

Isaac Newton (1643-1727),  fue un científico de origen inglés, que junto a Galileo transformaron los cimientos de la mecánica clásica. En el año 1867 editó su obra titulada Philosophiae Naturalis Pincipia Mathematica, en el tercer volumen de este compendio presentó sus leyes, las cuales combinó con la Ley de la gravitación universal.

Estas leyes están relacionadas con la dinámica y revolucionaron los conceptos básicos de la física y los movimientos de los cuerpos en el cosmos, las mismas han sido válidas durante más de dos siglos, la importancia de estas leyes concierne en que transformaron la base de la mecánica clásica.

Al combinar estas leyes con la Ley de la Gravitación Universal, se pueden explicar las Leyes de Kepler en cuanto a los movimientos planetarios, permitiendo también conocer el desplazamiento de los cohetes en el espacio y el funcionamiento mecánico de las máquinas.

Aunque a la dinámica de Isaac Newton, también se le conoce como dinámica clásica, sólo se cumple en sistemas donde la referencia es inercial, por lo cual solo se puede aplicar a objetos que no tengan nada que ver con la velocidad de la luz, que no se acerque a la velocidad de 300.000 km/s.

Esto sucede porque en el momento en que un objeto llega a alcanzar esa velocidad, suceden sistemas de referencia no inerciales, ocurriendo una serie de factores conocidos como efectos relativistas o fuerzas ficticias, que añaden términos que pueden explicar el movimiento de un sistema cerrado de partículas clásicas que interactúan entre sí.

El estudio de estos efectos se observa, en el aumento de la masa y de la concentración de la longitud  principalmente y corresponden a la teoría de la relatividad espacial que enunció Albert Einstein en el año 1905.