* Describir el movimiento de un
cuerpo significa decir cómo cambia la posición del
cuerpo con el transcurso del
tiempo.
* Newton fue el primero en establecer la
conexión correcta entre los movimientos y las fuerzas, creando
así el primer sistema de conocimiento que abarca tanto la física del cielo como
la física del
ambito terrestre.
1° Ley ó de la inercia
* La primera ley del
movimiento rebate la idea aristotélica de que un cuerpo sólo
puede mantenerse en movimiento si se le aplica una fuerza. Newton expone que:
* Todo cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme y
rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas
impresas 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 o una serie de
fuerzas cuyo resultante no sea nulo sobre él.
* 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 elcaso 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.
2° Ley: Principio fundamental de la
dinamica
* 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
* Tanto la fuerza como
la aceleración son magnitudes vectoriales, es decir, tienen,
ademas de un valor, una dirección y un sentido. De esta manera,
la Segunda ley de Newton debe expresarse como
En realidad, es imposible encontrar un sistema de referencia inercial, puesto
que siempre hay algún tipo de fuerzas actuando sobre los cuerpos, pero
siempre es posible encontrar un sistema de referencia en el que el problema que
estemos estudiando se pueda tratar como siestuviésemos en un sistema
inercial. En muchos casos, suponer a un observador
fijo en la Tierra es una buena aproximación de sistema inercial.
Segunda ley de Newton o Ley de fuerza
La segunda ley del movimiento de Newton dice que
el cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre
según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se
imprime.
La Primera ley de Newton nos
dice que para que un cuerpo altere su movimiento es
necesario que exista algoque provoque dicho cambio. Ese algoes
lo que conocemos como fuerzas.
Estas son el resultado de la acción de unos cuerpos
sobre otros.
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
Tanto la fuerza como
la aceleración son magnitudes vectoriales, es decir, tienen,
ademas 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
2da Ley de Newton: Ley de la Fuerza o Principio Fundamental de la
Mecanica
La expresión de la Segunda ley de Newton que hemos dado es valida
para cuerpos cuya masa sea constante. Si la masa varia, como por ejemplo un cohete que va quemando
combustible, no es valida la relación F = m ·a.
Vamos a generalizar la Segunda ley de Newton
para que incluya el caso de sistemas en los que pueda variar la masa.
Para ello primero vamos a definir 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
La cantidad de movimiento también se conoce como momento lineal. Es una magnitud
vectorial y, en el Sistema Internacional se mide en Kg·m/s . 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 constantedm/dt = 0
y recordando la definición de aceleración, nos queda
F = m a
tal y como
habíamos visto anteriormente.
Otra consecuencia de expresar la Segunda Ley de Newton usando la cantidad
de movimiento es lo que se conoce como Principio de
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
3° Ley (Acción y
reacción)
* Constituyen, junto con la transformación de Galileo, la base de la
mecanica clasica;
* Al combinar estas leyes con la Ley de la gravitación universal, se
pueden deducir y explicar las Leyes de Keplersobre el movimiento planetario.
* Estas leyes permiten explicar tanto el movimiento de los astros, como los movimientos de los
proyectiles artificiales creados por el ser humano, así como toda la mecanica de
funcionamiento de las maquinas.
* Su formulación matematica fue publicada por Isaac Newton en
1687 en su obra Philosophiae Naturalis Principia Mathematica.
* La tercera ley nos dice que
“Si un cuerpo A ejerce una acción sobre otro cuerpo B, éste
realiza sobre A otra acción igual y de sentido contrario.”
Por Ejemplo
* Cuando saltamos hacia arriba, empujamos el suelo para impulsarnos. LA
REACCIÓN DEL SUELO ES LA QUE NOS HACE SALTAR HACIA ARRIBA.
* Cuando estamos en una piscina y empujamos a alguien,
nosotros también nos movemos en sentido contrario. ESTO
SE DEBE A LA REACCIÓN QUE LA OTRA PERSONA HACE SOBRE NOSOTROS, aunque no
haga el intento de empujarnos a 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.
* Dicho de otra forma, las fuerzas, situadas sobre la misma recta, siempre se
presentan en pares de igual magnitud y de dirección, pero con sentido
opuesto.