Ley De Newton

Introducción:

La leyes de Newton, también conocidas como Leyes del movimiento de Newton, son tres principios a partir de los cuales se explican la mayor parte de los problemas planteados por la mecánica, en particular, aquellos relativos al movimiento de los cuerpos. Sus antecedentes fueron los siguientes: Isaac Newton estuvo en la Royal Society con tres científicos Galileo, Huygens y Hooke, ellos tuvieron problemas con las leyes de mecánica acerca de sus teorías. Hubo varios altercados con Hooke y Newton en la Royal Society, la relevancia de esta ley radica en un aspecto la transformación de Galileo, la base de la mecánica clásica.

Otro aspecto fue al combinar estas leyes con la ley de la gravitación universal, se puede deducir y explicar las Leyes de Kepler sobre el movimiento planetario.

La Dinámica:

Es la parte de la Mecánica que estudia el movimiento de los cuerpos tomando en cuenta las causas que lo producen.

Fuerza:

Es todo aquello que es capaz de cambiar el estado de reposo o movimiento de los cuerpos; o producir deformaciones en los cuerpos.

Leyes de la Dinámica

La Dinámica o estudios de las causas del movimiento de los cuerpos se rigen por tres leyes formuladas por Isaac Newton. Por ello se le llaman también Leyes de Newton. Estas leyes son:

 Ley de inercia

 Ley de la masa

 Ley de acción y reacción

Primera ley de Newton:Ley inercia

Todo cuerpo que está en reposo permanece en reposo, y todo cuerpo que está en movimiento rectilíneo uniforme continua con ese movimiento si no actúan fuerzas no equilibradas sobre él.

Nos dice que si sobre un cuerpo no actúa ningún otro, este permanecerá indefinidamente moviéndose en línea recta con velocidad constante (incluido el estado de reposo, que equivale a velocidad cero).

Como sabemos, el movimiento es relativo, es decir, depende de cual sea el observador que describa el movimiento. Así, para un pasajero de un tren, el

interventor viene caminando lentamente por el pasillo del tren, mientras que para alguien que ve pasar el tren desde el andén de una estación, el interventor se está moviendo a una gran velocidad. Se necesita, por tanto, un sistema de referencia al cual referir el movimiento. La primera ley de Newton sirve para definir un tipo especial de sistemas de referencia conocidos como Sistemas de referencia inerciales, que son aquellos sistemas de referencia desde los que se observa que un cuerpo sobre el que no actúa ninguna fuerza neta se mueve con velocidad constante.

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 si estuviésemos en un sistema inercial. En muchos casos, suponer a un observador fijo en la Tierra es una buena aproximación de sistema inercial.

Ejemplos:

 Supongamos un libro que está en reposo sobre una mesa. Si lo queremos deslizar sobre la superficie de la mesa, o si lo queremos levantar, tendremos que aplicarle una fuerza. El libro en reposo presenta “dificultad” para ser puesto en movimiento.

 Supongamos que un carro se desplaza por una vía plana y recta con rapidez constante. Para acelerarlo o detenerlo, tendremos que aplicarle una fuerza. El carro en movimiento rectilíneo uniforme, presenta “dificultad” para que se le cambie su estado de movimiento.

 Sobre el libro y el carro de nuestras suposiciones, están actuando fuerzas: el peso, el roce. Pero, en ambos casos, la resultante de estas fuerzas es “cero”, o, lo que es lo mismo ,estas fuerzas están equilibradas.

Segunda ley de Newton: Principio fundamental de la Dinámica

La fuerza que actúa sobre un cuerpo es directamente proporcional a su aceleración.

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, además 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

La expresión de la Segunda ley de Newton que hemos dado es válida para cuerpos cuya masa sea constante. Si la masa varia, como por ejemplo un cohete que va quemando combustible, no es válida 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

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