Fuerza y las leyes del movimiento de Newton
Las leyes de la fuerza Entorno → Fuerza → Cuerpo → Aceleracion
Las leyes del movimiento
Entorno →Fuerza → Cuerpo → Aceleración
La primera y segunda ley de Newton, en latín, en la edición original de su obra
Principia Mathematica.
Las Leyes de Newton, también conocidas como Leyes del movimiento de Newton, son tres principios
a partir de los cuales se explican la mayor parte de los problemas planteados por la
dinámica, en particular aquellos relativos al movimiento de los cuerpos. Revolucionaron los con-
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ceptos 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.
En concreto, la relevancia de estas leyes radica en dos aspectos:
* Por un lado, constituyen, junto con la transformación de Galileo, la base de la mecánica
clásica;
* Por otro, al combinar estas leyes con la Ley de la gravitación universal, se pueden deducir y
explicar las Leyes de Kepler sobre el movimiento planetario.
Así, las Leyes de Newton permiten explicar tanto el movimiento de los astros, como los
movimientos de los proyectiles artificiales creados por el ser humano, así como toda la mecánica
de funcionamiento de las máquinas.
Su formulación matemática fue publicada por Isaac Newton en 1687 en su obra Philosophiae
Naturalis Principia Mathematica.
Cantidad de Movimiento o momentum lineal
Newton asume a continuación que la cantidad de movimiento(momentum lineal) es el resultado
del producto de la masa por la velocidad:
Op = m v
Primera ley de Newton o Ley de la inercia
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 neta 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.
Segunda ley de Newton o Ley de fuerza
La segunda ley del movimiento de Newton dice que el cambio de momentum lineal es proporcional
a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza
se imprime.[6]
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 la cantidad de
movimiento 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.
En términos matemáticos esta ley se expresa mediante la relación:
FO =
dpO
dt
Donde Op es la cantidad de movimiento y FO
la fuerza total. Bajo la hipótesis de constancia de la
masa, puede reescribirse más sencillamente como:
FO = ma
Unidad de Fuerza:
Newton
De la ecuación fundamental se deriva también la definición de la unidad de fuerza o newton (N).
Si la masa y la aceleración valen 1, la fuerza también valdrá 1; así, pues, el newton es la fuerza
que aplicada a una masa de un kilogramo le produce una aceleración de 1 m/sš
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. Se entiende
que la aceleración y la fuerza han de tener la misma dirección y sentido.
1N = 1kg m/s²
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 direcciones opuestas.
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, éste realiza
una fuerza de igual intensidad y dirección, 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 opuestas en dirección.
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, permite enunciar los principios de conservación del momento lineal y
del momento angular.
Las Leyes de Newton, tal como fueron escritas, sólo son válidas en los sistemas de referencia
inerciales, o más precisamente, para aplicarlas a sistemas no-inerciales, requieren la introducción
de las llamadas fuerzas ficticias, que se comportan como fuerzas pero no están provocadas directamente
por ninguna partícula material o agente concreto, sino que son un efecto aparente del
sistema de referencia no inercial. https://www.youtube.com/watch?v=9jLVaC4ET4Q
las tres leyes de Newton espero sea de su agrado
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