Leyes de Newton

1. Giannelys González

2. Isaac Newton logro concretar las ideas de Galileo acerca del movimiento, ya que
antes de galileo la mayoría de los filósofos pensaban que para mantener a un cuerpo
en movimiento necesitaban de cierta influencia o "fuerza", ellos pensaban que un
cuerpo se mantenía en estado natural cuando este se encontraba en reposo. Un
ejemplo claro delo que creían es que si un cuerpo se mueve en línea recta a
velocidad constante tenía que haber un agente externo que lo empujara de forma
continuaba; de lo contrario, de una forma "natural", como ellos creían, dejaría de
moverse.
Para entender de una mejor forma tomemos un bloque cualquiera sobe un plano
horizontal rígido. Si hiciéramos que el bloque se deslice a lo largo de este plano,
notaremos que poco apoco ira más despacio hasta detenerse totalmente. Este
ejemplo se ha tomado para basar la idea de que el movimiento se detiene cuando la
fuerza externa, es decir, lo que haya empujado al bloque, se retiraba.

3. Es difícil poder dar ejemplos en donde no actúe ninguna fuerza sobre el cuerpo, ya
que la fuerza de gravedad siempre actuara sobre el cuerpo cerca de la tierra o en la
tierra y también actuaran fuerzas resistivas tales como la fricción o la resistencia del
aire, estas se opondrán al movimiento en el suelo o en el aire.
Usualmente nos referimos a todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo como la
fuerza "neta" o total. Un ejemplo seria que al empujar un bloque con nuestra mano,
este al deslizarse puede ejercer una fuerza que contrarreste a la fuerza de fricción
que actúa sobre el bloque, y una fuerza hacia arriba del plano horizontal
contrarrestaría a la fuerza de gravedad. La fuerza neta o total sobre el bloque puede
entonces ser cero, y el bloque puede moverse a velocidad constante.
Este principio lo tomo Isaac Newton como la primera de sus tres leyes del
movimiento.

4.  Primera ley de Newton o Ley de Inercia
Esta ley fue publicada por primera vez en 1686 en la obra: "Philosophiae Naturalis
Principia Mathematica" o también llamada "Principia". Y nos dice lo siguiente:
Considere un cuerpo sobre el cual no actúe alguna fuerza neta. Si el cuerpo está en
reposo, permanecerá en reposo. Si el cuerpo está moviéndose a velocidad constante,
continuara haciéndolo así.
Es decir, si un cuerpo está en reposo, o si se mueve en línea recta y con velocidad
constante, es porque sobre el no está actuando fuerza alguna, es decir que las
fuerzas que actúan se anulan unas a otras o sea se hacen cero. De lo contrario si ves
un cuerpo que se acelera, se frena o que su trayectoria no es recta, puedes asegurar
que sobre el actúa una fuerza neta.

5. Hacen falta fuerzas para cambiar el estado natural de un cuerpo, que es el de
reposo o el de movimiento uniforme rectilíneo. Por esta razón a esta primera ley
se le conoce también como "ley de inercia". La inercia es la tendencia de un
cuerpo a seguir como está. Si vas en un camión y este se detiene, tú tiendes a
irte para adelante, a seguir el movimiento que llevas, no hay una fuerza que te
empuje al frente, si no que el camión frenó y tú seguiste el movimiento.
De la misma manera, cuando el camión acelera tú te vas hacia atrás, si el
camión da vuelta a la izquierda tu cuerpo se mueve a la derecha y si da vuelta
a la derecha tu cuerpo se mueve a la izquierda siguiendo el movimiento
siguiendo la inercia.
 Segunda ley de Isaac Newton
Esta ley define la reacción cuantitativa entre la fuerza proveniente de
interacciones, y los cambios de movimientos de todo cuerpo.

6. Isaac Newton tenía en mente una frase que relaciono con esta ley, "el cambio de
movimiento es proporcional a la fuerza neta y se efectúa en la dirección en la se
imprime dicha fuerza".
Además se debe tomar en cuenta dos cosas que son muy importantes dentro de
estas las cuales son: la primera, a mayor fuerza sobre un cuerpo, mayor será el
cambio de su estado de movimiento, si una fuerza cualquiera genera en el momento
de una partícula, una fuerza, el doble o el triple, ocasionara el doble o el triple del
cambio originado por la primera fuerza. La segunda: el cambio ocurre en la dirección
de la fuerza.
Newton demostró que hay una relación directa entre la fuerza aplicada y la
aceleración resultante, además probo que la aceleración disminuye con la inercia o la
masa; Si tenemos un cuerpo de masa conocida y sabemos la fuerza neta que actúa
sobre el podremos saber con facilidad la aceleración.

7. Newton se dio cuenta que la aceleración de los cuerpos era la clave,
por lo cual decidió formular la siguiente ecuación:
E F= m.a esta es la ecuación "EF" es la suma de todas las fuerzas
que actúan sobre el cuerpo, "m" es la masa del cuerpo y "a" es la
aceleración que tiene dicho cuerpo. Donde la aceleración es una
magnitud que es directamente proporcional a la suma de "EF", 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
A la gran conclusión que llego newton es que el efecto que una fuerza
tenga sobre un cuerpo depende de su masa; a mayor masa menor
aceleración y a menor masa mayor será la aceleración resultante.

8. Para poder empezar a tener una aplicación de esta ley, debemos de tener muy en
cuenta los siguientes conceptos, ya que estos nos ayudaran a poder resolver los
problemas planteados dentro de las tres leyes de newton,
 Movimiento
Si la fuerza total que actúa sobre un cuerpo es nula, la cantidad de movimiento del
cuerpo permanece constante en el tiempo.
 Fuerza
Fuerza es toda causa capaz de modificar el estado de reposo o de movimiento de un
cuerpo, o de producir una deformación.
 Aceleración
Se define la aceleración como la relación entre la variación o cambio de velocidad
de un móvil y el tiempo transcurrido en dicho cambio: a=V-Vo/t
Donde "a" es la aceleración, "v" la velocidad final, "Vo" la velocidad inicial y "t" el
tiempo.
 Masa Inercial
La masa inercial es una medida de la inercia de un objeto, que es la resistencia que
ofrece a cambiar su estado de movimiento cuando se le aplica una fuerza. Un
objeto con una masa inercial pequeña puede cambiar su movimiento con facilidad,
mientras que un objeto con una masa inercial grande lo hace con dificultad.

9. En la siguiente imagen mostramos uno de los experimentos que realiza newton para
poder demostrar lo que quiere decir con las tres grandes leyes que presento, así
como también muestra la definición de cada una y su explicación.
La segunda ley de Newton es una de las leyes básicas de la mecánica se utiliza en el
análisis de los movimientos próximos a la superficie de la tierra y también en el
estudio de los cuerpos celestes.
 Tercera ley de Newton
Esta ley nos habla de cómo interactúan los cuerpos. Por ejemplo cuando nosotros
presionamos con el dedo un bloque en el suelo, el bloque oprime simultáneamente
el dedo en la dirección contraria. A este hecho se le denomina interacción;
entonces, las fuerzas que aparecen durante la interacción sobre cada uno de los
cuerpos son las acciones mutuas entre ellos.
En general, si un cuerpo actúa sobre otro, este último actúa sobre el primero de una
manera definida que se puede expresar:
"cuando dos cuerpos ejercen fuerzas mutuas entre sí, las dos fuerzas son siempre de
igual magnitud y de dirección opuesta. Es decir, que las acciones mutuas entre dos
cuerpos son siempre iguales entre si y dirigidas en sentidos contrarios".

10. Por lo tanto, no puede existir una sola fuerza aislada.
Las fuerzas de acción y de reacción no se anulan. Son iguales en magnitud y
opuestas en dirección, pero actúan sobre cuerpos diferentes. Para que dos fuerzas
se anulen deben actuar sobre el mismo objeto. Se puede decir que las fuerzas de
acción crean las fuerzas de reacción.
Un claro ejemplo sería un hombre al subir escaleras. Normalmente ponemos el pie y
después nos impulsamos para subir el otro pie y así sucesivamente, mientras esto
pasa al ejercer una fuerza al peldaño, el peldaño ejerce la misma fuerza pero hacia
arriba, esto quiere decir que son iguales en magnitud pero opuestas en dirección, a
esto se refiere la ley de interacción.
 Conclusión
"Las tres leyes del movimiento de Newton" se enuncian en:
1.- En ausencia de fuerzas, un objeto ("cuerpo") en descanso seguirá en descanso, y
un cuerpo moviéndose a una velocidad constante en línea recta, lo continuará
haciendo indefinidamente.

11. 2.- Cuando se aplica una fuerza a un objeto, se acelera. La aceleración es en
dirección a la fuerza y proporcional a su intensidad y es inversamente proporcional
a la masa que se mueve: a = k(F/m)donde k es algún número, dependiendo de las
unidades en que se midan F, m y a. Con unidades correctas (volveremos a ver esto),
k = 1 dando a = F/m ó en la forma en que se encuentra normalmente en los libros
de texto F = m a De forma más precisa, deberíamos escribir F = ma siendo F y a
vectores en la misma dirección. No obstante, cuando se sobreentiende una dirección
única, se puede usar la forma simple.
3.- "La ley de la reacción" enunciada algunas veces como que "para cada acción
existe una reacción igual y opuesta". En términos más explícitos:
"Las fuerzas son siempre producidas en pares, con direcciones opuestas y
magnitudes iguales. Si el cuerpo nº 1 actúa con una fuerza F sobre el cuerpo nº 2,
entonces el cuerpo nº 2 actúa sobre el cuerpo nº 1 con una fuerza de igual
intensidad y dirección opuesta."


12.  Presencia de la Leyes de Newton
 Leyes que actúan en un puente:
Tercera Ley de Newton, esto se cumple en el centro del arco y la cimentación de los
pilares. Las fuerzas siempre se presentan en pares de igual magnitud, sentido
opuesto y están situadas sobre la misma recta.
Ley de la gravitación: Aquí el peso de todo el puente tendrá a ser atraído por la
gravedad.
Primera Ley de Newton: En este caso el puente permanece en reposo (estable), al
paso de un vehículo solo sufrirá una pequeña vibración.
 Leyes que actúan en Edificios:
Primera Ley de Newton: Porque el edificio o la vivienda se construye para que
permanezca en reposo, sosteniéndose de forma estable.
Tercera Ley de Newton: Porque el suelo está sosteniendo con la misma fuerza pero
en sentido contrario, sino fuera así tendería a hundirse la construcción

Leyes que actúan en canal de irrigación:
Segunda Ley de Newton: En este caso los canales se construyen siempre con una
pendiente, para darle aceleración al agua y pueda fluir, de no ser así el agua tendría
a estar en reposo como en una represa o laguna.