Ley De Newton

LEYES DE NEWTON

MOMENTO LINEAL Y MOMENTO ANGULAR

CONSERVACION

Introducción

En el presente trabajo hacemos un estudio sobre la dinámica, definida la misma como "…la parte de la mecánica encargada de estudiar el movimiento y sus causas".

Es importante mencionar que la cinemática, la cual se encarga se estudiar el movimiento sin importar las causas que lo originan, junto con la dinámica constituyen la mecánica. Aplicándose sus conceptos en la formación de otros campos de la física.

Iniciando la presente tarea con una breve reseña histórica o biografía de Isaac Newton. Para posteriormente profundizar en el estudio de los principios o leyes observadas por éste gran científico.

En ésta tarea analizaremos las causas de determinados movimientos, qué hace que él se produzcan dichos movimientos y las leyes que rigen esas causas.

Las leyes a estudiar son: Ley de la Inercia, Ley Fundamental de la Dinámica, Ley de Acción y Reacción, terminando con la Ley de Gravitación Universal.

En cada uno de los temas presentamos ilustraciones o figuras de las fuerzas que actúan o interactúan para modificar el estado de reposo, movimiento o forma de los cuerpos, y desarrollamos ejemplos con el fin de hacerlo más comprensible al lector.

Isaac Newton en la Historia

Sir Isaac Newton (1642-1727), insigne figura de la revolución científica del siglo XVII. Considerado como el mayor genio científico de todos los tiempos.

Transcurriendo la navidad del año 1642, coincidiendo con el año de la muerte de Galileo, nace en una pequeña ciudad de Inglaterra llamada Woolsthorpe el gran físico, matemático y astrónomo Isaac Newton, quien es considerado como uno de los científicos que más ha aportado al desarrollo de la humanidad.

Desde niño (contaba con apenas 2 años) quedó huérfano de padre, encargándose de su educación un abuelo. Esa falta de por parte de la madre, quien se había casado y mudado a otra ciudad fueron factores influyentes en su persona, hasta tal punto que era de temperamento tímido, introspectivo e intolerante, características que llevó hasta su edad adulta.

En el año 1661, cuando tenía 18 años fue enviado a estudiar al colegio de la Trinidad (Trinity College) de la Universidad de Cambridge con el objeto de que continuara sus estudios, dedicándose al estudio de las matemáticas.

En el año 1665, motivado al brote de la peste, la universidad cerró sus puertas y Newton regresó a su pueblo natal donde permaneció por espacio de 18 meses. Durante ese período se dedicó al estudio, los que le permitió elaborar los cimientos de toda su obra posterior. Este período lo consideró como "el impulso de su vida para la invención".

En el año 1669 fue nombrado catedrático de matemática en Cambridge en sustitución de su profesor Isaac Barrow.

Entre sus trabajos se pueden destacar:

• El establecimiento de las bases mecánicas, con sus famosas leyes, conocidas hoy en día como leyes de Newton.

• Hace el estudio de la composición de la luz blanca, ideando el disco de Newton.

• La elaboración y formulación de la ley de gravitación universal.

• La creación de las bases del cálculo diferencial e integral para investigar las leyes físicas.

• El desarrollo del binomio de Newton, el cual es un binomio en series de potencias usado en matemática.

En la figura 1(a) se muestra que la esferita es detenida por la fuerza de rozamiento. Sin rozamiento tomaría movimiento rectilíneo uniforme y no se detiene nunca, figura 1(d).

Estas ideas expuestas son similares a los experimentos realizados por Galileo, físico que precedió a Newton. Este último, fundamentándose en aquellas experiencias lo llevaron a enunciar la ley de inercia, llamada primera ley de Newton:

Todo cuerpo en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme tiende a mantener su estado, siempre y cuando sobre él no actúe una fuerza externa.

Otro enunciado equivalente es el siguiente:

Si sobre un cuerpo no actúa ninguna fuerza, o actúan varias que se anulan entre sí, entonces el cuerpo está en reposo o movimiento rectilíneo y uniforme.

Segunda Ley de Newton o Ley fundamental de la Dinámica

Ya conocemos que la fuerza aplicada a un cuerpo es capaz de producir variaciones de velocidad, es decir, aceleraciones.

Ahora trataremos de encontrar alguna relación de tipo cuantitativo entre la fuerza aplicada a un cuerpo y la aceleración que adquiere, valiéndonos para ello de un experimento idealizado que nos ayudará a comprender esa relación.

Dispongamos de una caja de masa m, la cual está dotada de unas rueditas que le permiten moverse a través de una superficie perfectamente pulid, con el objeto de suponer nula el roce.

• a) Cuando la masa se mantiene constante.

Si aplicamos a la caja fuerzas F, 2F y 3F se van adquiriendo aceleraciones que se resumen en la siguiente tabla:

Masa constante

Aceleración a 2a 3a 4ª

Fuerza F 2F 3F 4F

Tabla A

En dicha tabla se ven las características siguientes:

• Si F se duplica, a se duplica.

• Si F se triplica, a se triplica.

• Si F se cuadruplica, a se cuadruplica.

Como puede notarse, la aceleración aumenta en la misma proporción en que aumenta la fuerza, es decir:

La aceleración de la caja es directamente proporcional a la fuerza que actúa sobre ella.

Matemáticamente puede expresarse:

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