Leyes de Newton

Leyes de Newton
4.5 (89.69%) 318 votes

ENUNCIADO DE LAS 3 LEYES DE NEWTON

Primera ley de Newton o Ley de la  Inercia  Todo cuerpo permanece en su estado de reposo o movimiento rectilíneo uniforme si no hay ninguna fuerza que lo saque de él.
Segunda ley o principio fundamental de la dinámica La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él e inversamente proporcional a su masa.
Tercera ley de Newton o principio de acción y reacción Siempre que un objeto ejerce una fuerza sobre un segundo objeto, el segundo objeto ejerce una fuerza de igual magnitud y dirección opuesta sobre el primero.

Leyes de Newton

PRIMERA LEY DE NEWTON

La primera ley de Newton, conocida también como Ley de Inercia, nos dice que si sobre un cuerpo no actúa ninguna fuerza exterior, permanecerá en reposo o moviéndose en movimiento rectilíneo a velocidad contaste.

El movimiento es relativo, esto quiere decir que depende del observador que describe el movimiento. Por ejemplo para un pasajero de un autobús el pasajero sentado al lado está quiero, mientras que para alguien que lo mira desde fuera estará moviéndose a la velocidad del autobús. Se necesita un sistema de referencia donde referir el movimiento.

La primera ley de Newton sirve para definir los sistemas de referencia conocidos como Sistemas de referencia inerciales. Los sistemas de referencia son aquellos sistemas desde los que se observa que un cuerpo sobre el que no actúa ninguna fuerza neta se mueve con velocidad constante.

En el estudio de mecánica en la Tierra, suponer a un observador fijo en la Tierra es una buena aproximación de sistema inercial.

SEGUNDA LEY DE NEWTON

En la primera ley de Newton hemos visto que se necesita una fuerza que un cuerpo modifique su estado, ya sea de reposo o de movimiento rectilíneo. Las fuerzas son el resultado de la acción de un cuerpo con otro.

La Segunda Ley de Movimiento relaciona los movimientos de los cuerpos con las fuerzas. El enunciado de la Segunda Ley de Newton nos dice que la fuerza aplicada sobre un cuerpo es proporcional a la aceleración que adquiere el cuerpo y a la masa del mismo. La fórmula con la que expresar esta segunda ley es:

F = m a

Tanto la fuerza como la aceleración son magnitudes vectoriales, es decir, tienen, además de un valor, una dirección y un sentido. De esta manera, la Segunda ley de Newton debe expresarse como:

F = m a

La unidad de fuerza en el Sistema Internacional es el Newton y se representa por N. Un Newton es la fuerza que hay que ejercer sobre un cuerpo de un kilogramo de masa para que adquiera una aceleración de 1 m/s2, o sea,

1 N = 1 Kg · 1 m/s2

La fórmula de segunda ley de Newton se puede aplicar siempre que la masa sea constante. En ocasiones la masa no es constante, por ejemplo en el caso de un cohete que quema combustible. Una generalización de la segunda ley de Newton es definir la magnitud de cantidad de movimiento.

La cantidad de movimiento que se representa por la letra p y es el producto de la masa de un cuerpo por su velocidad, es decir:

p = m · v

La cantidad de movimiento también se conoce como momento lineal. Es una magnitud vectorial y se mide en Kg·m/s . En términos de cantidad de movimiento, la Segunda ley de Newton se expresa de la siguiente manera:

F = dp/dt

La Fuerza que actua sobre un cuerpo es igual a la variación temporal de la cantidad de movimiento o momento lineal: De esta expresión de la segunda ley de Newton podemos sacar el Principio de conservación de la cantidad de movimiento. Si las fuerzas que actúan son nulas, es decir tenemos esta ecuación:

F=0⇒dp/dt=0⇒p=cte
m=cte⇒v=cte

La conservación de la cantidad de movimiento también se puede generalizar a un sistema de partículas. Un sistema de partículas es un conjunto de cuerpos o partículas del que queremos estudiar su movimiento.

p=p1+p2+p3+…+p

Aunque la cantidad de movimiento del sistema permanezca constante, puede variar la cantidad de movimiento de cada partícula. El principio de conservación de la cantidad de movimiento es un principio fundamental que se cumple sin ninguna excepción y así se ha confirmado experimentalmente. A la variación de cantidad de movimiento se le conoce como impulso.

TERCERA LEY DE NEWTON

Tal y como hemos comentado en la Segunda ley de Newton las fuerzas son el resultado de la acción de unos cuerpos sobre otros.

La tercera ley de Newton es conocida como Principio de acción y reacción. Esta ley dice que si un cuerpo A ejerce una acción sobre otro cuerpo B, éste realiza sobre A otra acción igual y de sentido contrario.

Esto es algo que podemos comprobar a diario en numerosas ocasiones. Por ejemplo podemos encontrarla en estos casos:

  • 2 bolas chocan, después del choque las 2 bolas se mueven en sentido contrario. Esto es porque la fuerza que ha ejercido la bola A sobre la bola B es la misma y en sentido contrario que la bola B sobre la A.
  • Al remar en el agua, el remo hace fuerza sobre el agua, y es el agua con la fuerza de reacción que nos empuja en sentido opuesto.
  • Un cohete al despegar para subir al espacio, es la fuerza de los gases sobre el suelo, la que provoca que exista una fuerza de igual magnitud pero sentido contrario para elevar el cohete hacia el cielo.
  • Al disparar con una escopeta, existe una fuerza de retroceso de la escopeta de igual intensidad pero sentido contrario que la bala.
  • Al estar en pie sobre la tierra, la misma fuerza que ejercemos sobre el suelo, lo está ejerciendo el suelo sobre nosotros.

Aunque los pares de acción y reacción tenga el mismo valor y sentidos contrarios, no se anulan entre si, puesto que actúan sobre cuerpos distintos.

 

SOBRE LAS LEYES DE NEWTON

Si hay unas leyes importantes en la física, en concreto en la mecánica, estas son las Leyes de Newton. Isaac Newton enunció las 3 leyes de movimiento de los cuerpos. Con estas 3 leyes se puede definir prácticamente el movimiento de cualquier cuerpo, a partir de las fuerzas que actúan sobre él. Todos los aspectos que cubren la mecánica, a escala terrestre, quedan cubiertos con las Leyes de Newton. Posteriormente con la relatividad y otras teorías, se vió que a velocidades cercanas de la luz y con todas las singularidades que aparecen en el espacio, las leyes de Newton no eran aplicables. No obstante, en la Tierra, estas 3 leyes son perfectamente válidas para definir las fuerzas y movimientos de los objetos.

EXPERIMENTOS DONDE SE APLICAN LAS LEYES DE NEWTON

EXPERIMENTO POLEAS
En este experimento, con un conjunto de poleas podemos aprender sobre distribuciones de fuerzas y las leyes de Newton, aplicándolas sobre el funcionamiento de las poleas y cuál es su correcto funcionamiento para que reduzcan el peso.
En este sencillo pero divertido experimento vamos a fabricar un cohete casero. El cohete va a estar propulsado con ácido cítrico y bicarbonato que al entrar en contacto con el agua saldrá disparado.

MÁS TEMAS DE FÍSICA CLÁSICA

5 pensamientos en “Leyes de Newton

  1. Ale

    Muy buena explicación para niños. Es simple, concreta y entendible. Les doy un 100!

    Responder
  2. María Isabel tellez niño

    Es muy buena para la educación d los niños y adolescentes la gente tiene que saber hacer lo esperimentos fáciles ero son geniales y educativos

    Responder
  3. Jade

    Muy buena la información, necesito ponerla al estilo APA para mi tarea de física, sin embargo, no encuentro algunos datos necesarios para hacerlo de esta forma. ¿Podrían proporcionarme los datos necesarios (Nombre del autor, fecha de lanzamiento, etcétera) por favor? 🙂

    Responder

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *