LEYES DE NEWTON
La mecánica newtoniana (o mecánica vectorial) ofrece un modelo sobre el comportamiento mecánico de la materia, en los cuales intervienen las fuerzas que actúan sobre un cuerpo.
- La Primera Ley de Newton hace referencia al principio de relatividad de Galileo y asigna el nombre de fuerza al proceso que causa un cambio en la velocidad de un cuerpo.
- La Segunda Ley de Newton define la masa como la propiedad mecánica esencial de un objeto, y describe la relación precisa entre la fuerza neta, la masa y la aceleración.
- La Tercera Ley de Newton subraya la fuerza ocurre cuando interaccionan pares de objetos. Las dos fuerzas de cada par son del mismo tipo, tienen igual magnitud, dirección opuesta y actúan sobre distintos integrantes de un mismo par de objetos.
Las leyes de Newton abarcan tres aspectos importantes:
- La naturaleza del Movimiento.
- La naturaleza de los cuerpos como cunjuntos de particulas con masa.
- La naturaleza de la Fuerza.
Estos tres aspectos se entrelazan en la segunda Ley de Newton la cual permite establecer las relaciones para realizar las mediciones cuantitativas de cada unade los tres aspectos mencionados.
PRIMERA LEY DE NEWTON O LEY DE LA INERCIA
En esta primera ley, Newton expone que:
- “Todo cuerpo tiende a mantener su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas ejercidas 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, sí, que los cuerpos en movimiento están sometidos constantemente a fuerzas de roce o fricción, que los frena de forma progresiva.
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.
En consecuencia, un cuerpo con movimiento rectilíneo uniforme implica que no existe ninguna fuerza externa neta o, dicho de otra forma, un objeto en movimiento no se detiene de forma natural si no se aplica una fuerza sobre él. En el caso de los cuerpos en reposo, se entiende que su velocidad es cero, por lo que si esta cambia es porque sobre ese cuerpo se ha ejercido una fuerza neta.
SEGUNDA LEY DE NEWTON O LEY DE LA FUERZA
Cuando la magnitud o dirección de la velocidad de un cuerpo cambia es necesario aplicar una segunda ley para analizar las fuerzas que actúen sobre el.
Si la resultante de la fuerza que actúa sobre un cuerpo es diferente de cero, esta tiene una aceleración la cual es proporcional a la magnitud y dirección de dicha fuerza.
La relación que existe entre la magnitud de la fuerza y la aceleración resultantes sera igual a la masa del objeto.
f= ma
Si consideramos que una fuerza es una cantidad vectorial, la ecuación anterior puede expresarse en términos de los componentes vectoriales de la misma, los cuales son las fuerzas externas que actúan sobre el objeto; por lo tanto:
∑Fx= max , ∑Fy=
may
La unidad de fuerza es una unidad derivada llamada Newton (N) y se define como la fuerza que produce una aceleracion de 1 m/s2
a una masa de 1 Kg, por lo tanto:
En el sistema Ingles, la unidad que se utiliza para expresar la fuerza es la Libra (lb).
La segunda ley de Newton indica que cuando un cuerpo acelera, una fuerza neta debe actuar sobre este, la cual puede ser el resultado de dos o mas fuerzas externas. Sin embargo, se debe precisar que aunque la fuerza neta que actúa sobre un objeto es cero, es posible que el objeto viaje con una velocidad distinta a cero.
Ahora notese que es necesaria una fuerza para dar una aceleración diferente de cero a un objeto.Si un objeto se mueve con una aceleración constante, diferente de cero, podemos concluir que hay una fuerza neta que actúa sobre este. Sin embargo, si un objeto se mueve a una velocidad constante, su aceleración es cero; por lo tanto podemos concluir que la fuerza neta que actúa en el objeto es igual a cero.
TERCERA LEY DE NEWTON O LEY DE ACCION REACCIÓN
Según la Tercera Ley De Newton, cuando una persona empuja un objeto, este a su vez empuja a la persona con una fuerza en dirección opuesta y con la misma magnitud. Si el objeto tiene una gran masa que esta en el suelo quizá no se moverá.
Observa que debido a la tercera Ley de Newton jamas puede existir una sola fuerza aislada. Las fuerzas de acción y reacción no se anulan entre si, sino que son iguales en magnitud y dirección y de sentido opuesto, pero actúan sobre objetos diferentes. Es por este hecho que para que dos fuerzas se puedan anular deberán actuar sobre el mismo cuerpo.
Este principio enuncia la tercera Ley de Newton, la cual señala que:
"Para toda accion de una fuerza , siempre existe una reaccion igual, de la misma magnitud y direccion contraria"
