Leyes De Newton

LEYES DE NEWTON

Las 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. Revolucionaron los conceptos básicos de la física y el movimiento de los cuerpos en el universo.

PRIMERA LEY O LEY DE INERCIA

La primera ley de Newton, conocida también como Ley de inercia, 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.

EXPERIENCIA 1

Esta es una sencilla experiencia similar a lo que explicamos en el Experimento primera ley de Newton que ya vimos.

El experimento consta de sacar un papel que tiene sobre él una moneda, sin que ésta se caiga. A ello, se le suma la dificultad que todo está haciendo equilibrio en la boca de un vaso.

Materiales:

Tira de papel de 25cm x 3cm

Vaso plástico

Moneda

Regla

Procedimiento:

Coloca el vaso cerca del borde de una mesa. Luego pones la tira de papel como se muestra en el video, y sobre ella, dejas la moneda haciendo equilibrio. Para sacar el papel más violentamente, tienes que golpearlo con la regla como también indica el video. Cuanto más rápido sea el golpe, más probabilidades habrá de que el experimento sea exitoso.

Cómo funciona?

Como vimos antes, las leyes de newton explican el fenómeno. Por un lado, la moneda está en reposo, y seguirá estando así si no hay una fuerza externa. En realidad si hay una, es la que el papel hace sobre la moneda al deslizarse, pero es tan pequeña comparada con la masa de la moneda, que según la segunda ley de Newton la aceleración producida es cero.

EXPERIENCIA 2

Materiales

* 1 Pelota de hule (no importa su tamaño).

* Suficiente espacio para realizar la práctica.

Procedimiento Experimental

1.- Coloquen la pelota en una superficie completamente plana y con espacio suficiente para hacer rodar la pelota.

2.- Observen que la pelota está en reposo, y que no tiene movimiento.

3.- Apliquen una ligera fuerza sobre la pelota para que ruede.

4.- Observen que la pelota rueda sin problemas, con un movimiento constante.

5.- Después, vuelvan a colocar la pelota en el lugar anterior y una vez más aplíquenle la misma fuerza, pero ésta vez pídele a tu compañero que detenga la pelota.

6.- Analicen por qué se detuvo la pelota y explica cómo es que está presente la primera ley de Newton en éste suceso.

Resultados Obtenidos

La pelota debe mostrar que tendrá un estado original, lo que representa la Inercia pero al momento de que es impulsada da razón a la Primera ley de Newton y Se observa que la pelota se encuentra en reposo debido a que ninguna fuerza está actuando sobre ella, pero en el momento en que se le aplica fuerza, es decir, se le da impulso, ésta cambia de posición, estado y velocidad debido a que se le aplicó una fuerza que cambió su estado. De igual manera, cuando la pelota está en movimiento y el otro sujeto interviene en el movimiento de la pelota, está aplicando una fuerza y por lo tanto la pelota se detiene. Esto verifica que la ley de Newton es completamente afirmativa.

EXPERIENCIA 3:

Materiales

* 1 piedra

Empuja la piedra, ¿por qué se detuvo? La fuerza que actuó sobre la roca fue la fricción. La fricción es la resistencia causada por cuales quiera dos objetos en contacto y siempre actúa en dirección opuesta al movimiento.

EXPERIENCIA 4:

Materiales

* 1 canica

Procedimiento Experimental

1.- Dar un pequeño golpe a la canica qué está en reposo. Y notaremos que su aceleración aumenta

SEGUNDA LEY O PRINCIPIO FUNDAMENTAL DE DINAMICA

La Primera ley de Newton nos dice que para que un cuerpo altere su movimiento es necesario que exista algo que provoque dicho cambio. Ese algo es 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, 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 •

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