Las tres leyes de Newton describen el movimiento de los cuerpos y la interacción entre fuerzas y movimiento. La primera ley establece que un cuerpo permanece en reposo o movimiento uniforme a menos que una fuerza externa actúe sobre él. La segunda ley establece que la fuerza sobre un cuerpo es directamente proporcional a su aceleración. La tercera ley establece que para cada acción existe una reacción igual y opuesta.

1. Las
Leyes
de
Newton

2. “Principia” Libro escrito por
Isaac Newton en latín que
contiene las leyes de
inercia, de la fuerza y de
acción y reacción.

3. A modo de introducción…
◼ Las Leyes de Newton son tres principios
concernientes al movimiento de los cuerpos
◼ Las leyes de Newton constituyen, junto con la
transformación de Galileo, la base de la
mecánica clásica.
◼ Las leyes de Newton tal como comúnmente se
exponen sólo valen para sistemas de referencia
inerciales (cuando las leyes del movimiento
toman una forma especialmente sencilla )

4. Definición de Fuerza
◼ Se denomina fuerza a cualquier acción o
influencia capaz de modificar el estado de
movimiento o de reposo de un cuerpo, es
decir, de imprimirle una aceleración
modificando su velocidad.
◼ Por lo tanto se puede decir que:
F = m · a
◼ *Fuerza es una cantidad vectorial*
g g

5. Unidad de medida de la fuerza
◼ La fuerza (F) se mide en Newton (N),
unidad de medida igual a Kg·m/s²,
porque:
(N) = (Kg) · (m/s²)
g

6. Fuerzas Fundamentales
◼ Se llaman fuerzas fundamentales a cada una de
las interacciones que puede sufrir la materia y
que no pueden descomponerse en interacciones
más básicas. En la física moderna se consideran
cuatro campos de fuerzas como origen de todas
las interacciones fundamentales:
◼ Interacción electromagnética.
◼ Interacción nuclear débil (leptónica).
◼ Interacción nuclear fuerte.
◼ Interacción gravitatoria.

7. Leyes de Newton

8. 1ª Ley de Newton: Ley de Inercia
◼ Todo cuerpo sigue en estado de reposo o de
movimiento uniforme en línea recta a menos
que sea obligado a cambiar ese estado por obra
de fuerzas a él aplicadas.

9. Ejemplo de la Primera ley de
Newton

10. Primera ley de Newton o Ley de Inercia
◼ “Todo cuerpo permanece en su estado de reposo o de movimiento
rectilíneo uniforme a menos que otros cuerpos actúen sobre él”.
◼ En ocasiones, esta ley se nombra también Principio de Galileo.
En la ausencia de fuerzas exteriores, toda partícula continúa en su
estado de reposo o de movimiento rectilíneo y uniforme respecto de
un sistema de referencia inercial o galileano.
◼ La Primera ley constituye una definición de la fuerza como causa de
las variaciones de velocidad de los cuerpos
En la experiencia diaria, los cuerpos están sometidos a la acción
de fuerzas de fricción o rozamiento que los van frenando
progresivamente. La no comprensión de este fenómeno hizo que,
desde la época de Aristóteles y hasta la formulación de este
principio por Galileo y Newton, se pensara que el estado natural de
movimiento de los cuerpos era nulo y que las fuerzas eran
necesarias para mantenerlos en movimiento. Sin embargo, Newton
y Galileo mostraron que los cuerpos se mueven a velocidad
constante y en línea recta si no hay fuerzas que actúen sobre ellos.
Este principio constituyó uno de los descubrimientos más
importantes de la física.

11. Segunda Ley de Newton o Ley de la Fuerza
◼ “La fuerza que actúa sobre un cuerpo es directamente
proporcional a su aceleración”
◼ La Segunda ley de Newton se encarga de cuantificar el
concepto de fuerza. Nos dice que la fuerza neta aplicada
sobre un cuerpo es proporcional a la aceleración que
adquiere dicho cuerpo. La constante de proporcionalidad
es la masa del cuerpo, de manera que podemos
expresar la relación de la siguiente manera:
F = m a

12. Otra manera de expresar la 2ª Ley
de Newton(Ley de la fuerza)
◼ El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza
motriz aplicada y tiene la dirección de la recta según la
cual la fuerza sea aplicada. Traducción literal del original,
escrito por Newton en latín.
◼ Una manera de expresar matemáticamente este
principio es:
F = m · a
◼ Donde “F” es la magnitud de la fuerza neta actuando
sobre el cuerpo, “m” es la masa del cuerpo, “a” la
magnitud de la aceleración adquirida por el cuerpo en
la dirección de la fuerza neta.

13. Ejemplo de la Segunda ley
de Newton

14. ◼ 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 expresión de la Segunda ley de Newton es válida para
cuerpos cuya masa sea constante. Si la masa varia,
como por ejemplo un cohete que va quemando
combustible, no es válida la relación F = m · a.
◼ En el caso de sistemas en los que pueda variar la masa
se definirá una magnitud física nueva. Esta magnitud
física es la cantidad de movimiento que se representa
por la letra p y que se define como el producto de la
masa de un cuerpo por su velocidad, es decir:
p = m · v

15. ◼ La cantidad de movimiento también se conoce como momento lineal
◼ En términos de esta nueva magnitud física, la Segunda ley de
Newton se expresa de la siguiente manera:
La Fuerza que actúa sobre un cuerpo es igual a la variación
temporal de la cantidad de movimiento de dicho cuerpo, es decir:
F = dp/dt
◼ De esta forma incluimos también el caso de cuerpos cuya masa no
sea constante. Para el caso de que la masa sea constante,
recordando la definición de cantidad de movimiento y que como se
deriva un producto tenemos:
F = d(m·v)/dt = m·dv/dt + dm/dt ·v
Como la masa es constante …
dm/dt = 0
y recordando la definición de aceleración, nos queda :
F = m a
tal y como habíamos visto anteriormente.

16. Tercera ley de Newton

17. 3ª ley de Newton: Ley de Acción y
Reacción
◼ Para cada acción existe siempre opuesta una
reacción contraria o las acciones mutuas de dos
cuerpos están dirigidas a partes contrarias.
(Traducción literal de lo escrito por Newton).
◼ Hay que tener en cuenta que la acción no es
una causa de la reacción, sino que ambas
coexisten, y por eso cualquiera de estas fuerzas
puede ser designada por acción y reacción.
◼ Ambas fuerzas son de igual medida, actúan
sobre cuerpos diferentes, tienen la misma
dirección pero con sentidos contrarios.

18. Otra manera de conceptualizar la
Tercera Ley de Newton o Ley de acción
y reacción es:
◼ “Cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro, éste ejerce sobre el
primero una fuerza igual y de sentido opuesto.”
◼ Dicho de otra forma: Las fuerzas siempre se presentan en pares de
igual magnitud y sentido opuesto y están situadas sobre la misma
recta.
◼ Esto es algo que podemos comprobar a diario en numerosas
ocasiones. Por ejemplo, cuando queremos dar un salto hacia arriba,
empujamos el suelo para impulsarnos. La reacción del suelo es la
que nos hace saltar hacia arriba.
◼ Hay que destacar que, 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.

19. Ejemplos

21. Fuerza Normal
◼ La Fuerza Normal es la fuerza de contacto.