UNIDAD CUATRO : Leyes de Newton

Leyes de Newton 

Durante muchos siglos se intentó encontrar leyes fundamentales que se apliquen a todas o por lo menos a muchas experiencias cotidianas relativas al movimiento. Fue un tema central central de la filosofía natural. No fue sino hasta la época de Galileo y Newton se efectuaron dramáticos progresos en la resolución de esta búsqueda.

Isaac Newton (1642-1727), nacido en el año que murió Galileo, es el principal arquitecto de la Mecánica , clásica, la cual se resume en sus tres leyes del movimiento.
Antes de la época de Galileo, la mayoría de los pensadores o filósofos sostenían que se necesitaba alguna influencia externa o "fuerza"  para mantener a un cuerpo en movimiento. se creía que para  que un cuerpo se moviera con velocidad constante en línea recta necesariamente tenia que impulsarlo algún agente externo de otra manera, naturalmente se detendría.

Las tres leyes de Newton del movimiento son las llamadas leyes clásicas  del movimiento.
Ellas iluminaron por 200 años el conocimiento científico y no fueron objetadas hasta que Albert Einstein desarrolló la teoría de la relatividad en 1905

Antes de empezar conociendo las leyes de Newton es preciso definir dos términos :

Inercia : Es la propiedad, que presenta todo objeto, de oponerse cuando se le quiere cambiar su estado de movimiento ,cualquiera que este sea   

Fuerza Neta : Es la resultante de la suma de todas las fuerzas que pudieran estar actuando sobre un objeto. se denota así :

PRIMERA LEY DE NEWTON 

  Establece que :

"Todo objeto en estado de reposo o en movimiento rectilíneo uniforme, mantendrá su estado de movimiento siempre que sobre él no actúe una fuerza neta diferente de cero".

Esto significa , que si sobre un objeto la fuerza neta o resultante actuando sobre él es cero o nula, el objeto mantendrá su estado de movimiento, ya sea éste de reposo o de velocidad constante (M .R. U)

Un ejemplo de esta ley puede encontrarse en el movimiento de los meteoritos y asteroides, que vagan por el espacio exterior en línea recta a velocidad constante ,siempre que no se encuentra cercanos a un cuerpo celeste que los desvíe de su trayectoria rectilínea, por la fuerza de atracción que éstos ejercerían sobre ellos.

A la primera ley de Newton se le acostumbra llamar "Ley de la inercia" y matemáticamente se la  representa por la siguiente expresión:

SEGUNDA LEY DE NEWTON

Establece que :

"Cuando sobre un objeto la fuerza neta o resultante que sobre él actúa es diferente de cero , el objeto experimentará un cambio en su estado de movimiento"

Es decir , su velocidad cambia y por lo tanto aparece una aceleración, la misma que es directamente proporcional a la fuerza neta e inversamente proporcional a la masa.

Esto indica que si  la fuerza neta aumenta, la aceleración también aumenta , mientras que por el contrario si la masa aumenta , la aceleración disminuye.

La segunda ley de Newton también se la conoce como "Ley del movimiento" y matemáticamente se escribe de la siguiente forma :

De esta expresión nos podemos dar cuenta que la aceleración y la fuerza neta tienen la misma dirección.

Ejemplos :

1. La aceleración que adquiere un cuerpo en caída libre.

1. La distancia y velocidad a la que se debe de colocar un satélite para que mantenga su movimiento orbital alrededor de la Tierra.

1. Determinar la fuerza necesaria que debe de aplicarse a un tren para acelerarlo a      100 Km por hora en 10 minutos.

TERCERA LEY DE NEWTON 

Establece que :

"Las fuerzas en la naturaleza vienen en pares, por lo que, si un objeto ejerce una fuerza sobre un segundo objeto, el segundo objeto ejerce una fuerza sobre el primero de igual magnitud , pero en dirección contraria a la primera".

Las fuerzas no pueden venir solas sino en parejas , ya que en ellas son productos de una interacción mutua entre objetos.

Los ejemplos gráficos que  a continuación describimos nos ayudaran a una mejor compresión de la tercera ley de Newton, tan fundamentalmente para analizar multitud de fenómenos en la naturaleza .

Ejemplos :

SIMULADORES EXPLICANDO LAS LEYES DE NEWTON 

http://ceres.tucansys.com/sco011/Index.htm?e=27&q=1&d=1

Con este simulador explicaremos sobre la primera ley de Newton y el experimento de Galileo por medio de simuladores 

http://ceres.tucansys.com/sco012/Index.htm?e=27&q=1&d=1

Con este simulador explicaremos sobre la segunda ley de Newton en la cual tenemos un cuerpo en donde existe la normal y el peso donde tenemos velocidad y aceleración 

http://ceres.tucansys.com/sco013/Index.htm?e=27&q=1&d=1

Este simulador explica sobre la tercera ley de Newton en donde tenemos un bloque que se le aplica una fuerza y otra fuerza aplicada sobre un plano , donde tenemos la masa de dicho bloque y un coeficiente de fricción