Leyes De Newton

Para empezar, la causa de la aceleración es una fuerza que algún agente externo ejerce sobre un cuerpo. Esta relación se incluye en las tres leyes de Newton, también conocidas como las leyes de la dinámica (ya que la dinámica es la rama de la física que estudia las fuerzas y sus efectos en el movimiento de los cuerpos):

Primera ley de Newton o ley de la inercia: describe el estado natural de un cuerpo libre en el que no actúa ninguna fuerza externa.

Por experiencia se dice que se necesita una fuerza para que un cuerpo se mantenga en movimiento a velocidad constante, y si no existe fuerza no hay movimiento. Pero realmente lo que hace que un cuerpo se detenta no es la ausencia de fuerza propulsora, sino la presencia de fuerzas de fricción que se oponen al movimiento. Bajo condiciones ideales sin fricción, un cuerpo en movimiento seguiría en movimiento por siempre.

Con esto se puede probar que una fuerza externa es aquella que ejerce un cuerpo sobre otro cuerpo. Mientras que las fuerzas internas son las que ejerce alguna parte de un cuerpo en otra parte del mismo cuerpo.

Enunciando la primera ley: En ausencia de una fuerza neta externa, un cuerpo en reposo permanece en reposo y un cuerpo en movimiento sigue moviéndose con velocidad constante.

La tendencia de un cuerpo a permanecer a en su estado inicial se llama inercia. Por lo tanto solo esta ley es válida para un marco dado de referencia llamado marco de referencia inercial, llegando a la conclusión de que si algún primer marco de referencia es inercial, cualquier otro marco de referencia en movimiento de traslación uniforme relacionado con el primero será también inercial, y cualquier otro marco de referencia en movimiento acelerado relacionado con el primero no será inercial.

Segunda ley de Newton: se establece la relación entre la fuerza externa que actúa sobre un cuerpo y la aceleración que se produce. Definiendo una fuerza como cualquier empuje o tracción que se ejerce sobre un cuerpo, la cual tiene magnitud y dirección.

Enunciando la segunda ley: Una fuerza externa que actúa sobre un cuerpo le da una aceleración con la misma dirección de la fuerza y una magnitud directamente proporcional a la magnitud de la fuerza e inversamente proporcional a la masa del cuerpo.

a=F/m F=ma

También la segunda ley está sujeta a las restricciones de la primera (es válida en marcos de referencia inerciales). Además, si dos cuerpos de diferentes masas se someten a fuerzas de idéntica magnitud, las aceleraciones estarán en razón inversa de las masas (m/m_s =a_s/a), pudiendo así definir una masa desconocida m en términos de masa estándar m_s. Deduciendo que una masa desconocida es grande si su aceleración es pequeña, por lo que tiene una gran inercia.

La unidad SI para la fuerza es el Newton (N) que es igual a una masa de 1Kg una aceleración de 1 m/s^2 (N=(Kg m)/s^2 ). Mientras que para el sistema inglés la unidad fuerza es libra-fuerza (lbf) es igual a 4.4482N.

Las mediciones de fuerza pueden realizarse con una balanza de resorte calibrada, comparando una fuerza desconocida con una fuerza conocida suministrada por un resorte. Otra manera puede ser, comparando una fuerza desconocida con un peso conocido. Aclarando que el peso es la atracción hacia abajo que la gravedad de la Tierra ejerce sobre un objeto, es proporcional a la masa de dicho objeto, se puede decir que es una fuerza por lo que tiene dirección y magnitud. Por lo tanto su unidad de medida es el Newton. Depende de la ubicación en que se encuentre el objeto.

Una manera más precisa es utilizando una balanza de brazos iguales, dejando que la fuerza empuje hacia abajo en uno de los platillos de la balanza mientras en el otro se coloca una peso conocido.

Con frecuencia un cuerpo está sujeto a más de una fuerza que a la acción de ninguna. Donde se pueden sumar dichas fuerzas por el principio de superposición para fuerzas:

Si varias fuerzas F_(1,) F_(2,) F_(3,)… actúan sobre un cuerpo, entonces la aceleración que producen es la misma que la que produce una sola fuerza F_netadada por la suma vectorial de las fuerzas individuales:

F_neta=F_1+F_2+F_3+⋯

Retomando el tema del peso, la segunda ley de Newton dice que la magnitud de la fuerza del peso que actúa sobre el cuerpo debe ser F=ma=mg (sustituyendo la aceleración, por la aceleración de la gravedad), en términos de peso w=mg.

Ahora bien, conociendo lo que es peso (propiedad extrínseca de un cuerpo) se puede

...