Las Leyes de Newton describen el movimiento de los cuerpos y la interacción de las fuerzas. La primera ley establece que un cuerpo permanece en reposo o movimiento rectilíneo uniforme a menos que actúe una fuerza externa. La segunda ley relaciona la fuerza y la aceleración de un cuerpo. La tercera ley establece que para cada acción existe una reacción igual y opuesta. Juntas, estas leyes sentaron las bases de la mecánica clásica y permitieron explicar el movimiento planetario.

2.  Las Leyes de Newton son
tres principios
concernientes al
movimiento de los
cuerpos. La formulación
matemática fue publicada
por Isaac Newton en 1687,
en su obra
Philosophiae Naturales Principia Matemática
, aunque existe una
versión previa en un
fragmento manuscrito De
motu corporum in medís
regulariter cedentibus de
16841

3.  Las leyes de Newton
constituyen, junto con la
transformación de Galileo
, la base de la
mecánica clásica. En el
tercer volumen de los
Principia Newton mostró
que, combinando estas
leyes con su
Ley de la gravitación universal
, se pueden deducir y
explicar las Leyes de
Kepler sobre el
movimiento planetario.

4.  Las leyes de Newton tal
como comúnmente se
exponen sólo valen para
sistemas de referencia inerciales
. En
sistemas de referencia no-inerciales
, junto con las fuerzas
reales deben incluirse las
llamadas fuerzas ficticias o
fuerzas de inercia que
añaden términos
suplementarios capaces
de explicar el movimiento
de un sistema cerrado de
partículas clásicas que
interactúan entre sí.

5.  En la ausencia de fuerzas
exteriores, todo cuerpo continúa en
su estado de reposo o de
movimiento rectilíneo y uniforme a
menos que actúen sobre el una
fuerza que obliguen a cambiar
dicho estado
 La Primera ley constituye una
definición de la fuerza como causa
de las variaciones de velocidad de
los cuerpos e introduce en física el
concepto de
sistema de referencia inercial.

6.  En esta observación de la
realidad cotidiana conlleva
la construcción de los
conceptos de fuerza,
velocidad y estado. El
estado de un cuerpo
queda entonces definido
como su característica de
movimiento, es decir, su
posición y velocidad que,
como magnitud vectorial,
incluye la rapidez, la
dirección y el sentido de
su movimiento.

7.  La fuerza queda definida
como la acción mediante la
cual se cambia el estado de
un cuerpo.
 En la experiencia diaria, los
cuerpos están sometidos a
la acción de fuerzas de
fricción o rozamiento que
los van frenando
progresivamente.

8.  La no comprensión de este
fenómeno hizo que, desde la
época de Aristóteles y hasta la
formulación de este principio por
Newton y Galileo , se pensara
que el estado natural de
movimiento de los cuerpos era el
reposo y que las fuerzas eran
necesarias para mantenerlos en
movimiento.

9.  Sin embargo, Newton
y Galileo mostraron
que los cuerpos se
mueven a velocidad
constante y en línea
recta si la resultante
de las fuerzas
aplicadas a dicho
cuerpo es cero.

10.  Existen diversas maneras de formular la
segunda ley de Newton, que relaciona las
fuerzas actuantes y la variación de la
cantidad de movimiento o momento lineal.
La primera de las formulaciones, que
presentamos a continuación es válida tanto
en mecánica newtoniana como en
mecánica relativista:

11.  La variación de
momento lineal de un
cuerpo es proporcional
a la resultante total de
las fuerzas actuando
sobre dicho cuerpo y
se produce en la
dirección en que
actúan las fuerzas.

12.  En términos matemáticos esta ley se
expresa mediante la relación:
 La expresión anterior así establecida es
válida tanto para la mecánica clásica
como para la mecánica relativista, a
pesar, de que la definición de momento
lineal es diferente en las dos teorías.

13.  En la teoría newtoniana el momento lineal
se define según (1a) mientras que en la
teoría de la relatividad de Einstein se
define mediante (1b):
 donde m es la masa invariante de la
partícula y la velocidad de ésta medida
desde un cierto sistema inercial.

14.  Esta ley constituye la definición
operacional del concepto de fuerza, ya
que tan sólo la aceleración puede medirse
directamente. De una forma más simple,
en el contexto de la mecánica newtoniana,
se podría también decir lo siguiente:
 La fuerza que actúa sobre un cuerpo es
directamente proporcional al producto de
su masa y su aceleración

15.  Esta segunda formulación de hecho incluye
implícitamente definición (1) según la cual el
momento lineal es el producto de la masa por la
velocidad. Como ese supuesto implícito no se
cumple en el marco de la teoría de la relatividad
de Einstein (donde la definición es (2)), la
expresión de la fuerza en términos de la
aceleración en la teoría de la relatividad toma
una forma diferente. Por ejemplo, para el
movimiento rectilíneo de una partícula en un
sistema inercial se tiene que la expresión
equivalente a (3) es:


16. –Si la
velocidad y
la fuerza no
son
paralelas la
expresión es
bastante
más
complicada:

17.  Por cada fuerza que actúa sobre un cuerpo,
éste realiza una fuerza igual pero de sentido
opuesto sobre el cuerpo que la produjo.
Dicho de otra forma:
 Las fuerzas siempre se presentan en pares
de igual magnitud y sentido opuesto y están
situadas sobre la misma recta.
 Esta ley, junto con las anteriores, permite
enunciar los principios de conservación del
momento lineal y del momento angular.

18.  En la ley de acción y reacción fuerte
las fuerzas, además de ser de la
misma magnitud y opuestas, son
colíndales. La forma fuerte de la ley no
se cumple siempre. En particular, la
parte magnética de la
fuerza de Lorentz que se ejercen dos
partículas en movimiento no son
iguales y de signo contrario. Esto
puede verse por cómputo directo.
Dadas dos partículas puntuales con
cargas q1 y q2 y velocidades , la
fuerza de la partícula 1 sobre la
partícula 2 es:

19.  donde d la distancia entre las dos partículas y
es el vector director unitario que va de la
partícula 1 a la 2. Análogamente, la fuerza de
la partícula 2 sobre la partícula 1 es:

20.  Empleando la identidad vectorial
 , puede verse que la primera fuerza está en
el plano formado por y que la segunda
fuerza está en el plano formado por y .
Por tanto, estas fuerzas no siempre resultan
estar sobre la misma línea, aunque son de
igual magnitud.

21.  Como se explicó en la sección anterior ciertos
sistemas magnéticos no cumplen el enunciado
fuerte de esta ley (tampoco lo hacen las
fuerzas eléctricas ejercidas entre una carga
puntual y un dipolo). Sin embargo si se relajan
algo las condiciones los anteriores sistemas sí
cumplirían con otra formulación más débil o
relajada de la ley de acción y reacción. En
concreto los sistemas descritos que no
cumplen la ley en su forma fuerte, si cumplen la
ley de acción y reacción en su forma débil

22. La acción y la reacción deben ser de la
misma magnitud y sentido opuesto
(aunque no necesariamente deben
encontrarse sobre la misma línea)
Todas las fuerzas de la mecánica clásica y
el electromagnetismo no relativista cumplen
con la formulación débil, si además las
fuerzas están sobre la misma línea
entonces también cumplen con la
formulación fuerte