Leyes de Newton: cuáles son y qué dice cada una

Los cuerpos que nos rodean pueden estar en reposo o movimiento. El movimiento se debe a la acción de fuerzas que actúan sobre los cuerpos. Existen principios teóricos que explican la manera en que actúan esas fuerzas y los movimientos que ocasionan.

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Issac Newton

Nació el 25 de diciembre de 1643, en Inglaterra. Es considerado como uno de los grandes astrónomos que tuvo el país europeo. Entre sus grandes descubrimientos podemos citar la ley de gravitación universal, que es considerado como una de las piedras angulares de la ciencia moderna. Así mismo fue el creador de las leyes de la mecánica básica donde pudo describir el movimiento de los cuerpos. Además de eso fue uno de los inventores del cálculo diferencial e integral y logró construir el primer telescopio de reflexión. El introdujo conceptos innovadores en los campos de la Física y la Matemática que se mantienen activas hasta hoy día.

Definición de las leyes de Newton

Las leyes de Newton son tres principios que sirven para describir el movimiento de los cuerpos, basados en un sistema de referencias inerciales (fuerzas reales con velocidad constante). Estas tres leyes fueron creadas cuando las personas se preguntaban porque las cosas se movían.

Historia de las leyes de Newton

El 28 de abril del año 1687 se dió a conocer la primera parte de aquella obra que marcaría historia en el mundo de la ciencia. Se trata de la obra Philosophiæ naturalis principia matemática, en español Principios matemáticos de la filosofía natural de Issac Newton que fue presentado de forma completa el 5 de julio de 1688.

Fue en esa obra donde Newton presentó sus famosas 3 leyes del movimiento, dichas leyes son la base principal de la mecánica y que junto a la ley de gravitación universal dieron a entender el movimiento planetario.

Primera ley de Newton: Principio de la inercia

Principio de la inercia. «Todo cuerpo permanece en estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme si no existe una fuerza que lo modifique».

Esto indica que ningún cuerpo puede modificar su estado original, ya sea de reposo o de movimiento, a no ser que sobre él actúe una o varias fuerzas.

Ejemplo: una persona empujando el carrito de supermercado. El carrito en un principio estaba en estado de reposo hasta que recibió una fuerza externa por parte del individuo, esa fuerza externa provocó que el carrito empiece a moverse.

Fórmula

Σ F = 0 ↔ dv/dt = 0

Si la fuerza neta (Σ F) aplicada sobre un cuerpo es igual a cero, la aceleración del cuerpo, resultante de la división entre velocidad y tiempo (dv/dt), también será igual a cero.

Segunda ley de Newton: Principio fundamental de la dinámica

Principio fundamental de la dinámica. «Cuando se aplica una fuerza a un objeto, este se acelera. La aceleración del cuerpo es directamente proporcional a la fuerza que actúa sobre él e inversamente proporcional a su masa. La dirección de la aceleración tiene la dirección de la fuerza que se aplica».

La segunda ley se expresa por medio de una fórmula: F= m . a, donde «m» es masa y «a» es aceleración. En esta ley las fuerzas que actúan deben ser cuantificadas para explicar su acción. Cuanto mayor sea la fuerza aplicada sobre un cuerpo, mayor será la aceleración que logre. Cuanto mayor sea la masa del cuerpo en cuestión, más fuerza deberá aplicarse para modificar su velocidad.

Ejemplo: el individuo que empuja dos carritos de supermercado, uno vacío y otro lleno. Al carrito vacío no hace falta aplicarle mucha fuerza para que adquiera movimiento. En cambio, al carrito lleno hace falta aplicar mucha más fuerza para queadquiera movimiento. Mientras más masa, más fuerza hay que aplicar. Si se aplica la misma fuerza en ambos carritos, el de menor masa irá con mayor aceleración mientras que el de mayor masa irá con menos aceleración. Mientras menos masa, más aceleración.

Fórmula

F= m.a

En donde:

F: Fuerza

m: Masa

a: aceleración

Tercera ley de Newton: Ley de acción y reacción

Principio de acción y reacción. «A toda acción le corresponde una reacción igual en magnitud, pero de sentido contrario».

Este principio afirma que si un cuerpo A ejerce una acción sobre un cuerpo B, este último realiza sobre el cuerpo A una acción igual en intensidad, pero de sentido contrario.

Ejemplo: cuando queremos saltar hacia arriba, nos impulsamos empujando el suelo. Entonces, es la reacción del suelo la que nos empujará hacia arriba.

Fórmula

F1-2 = F2-1

La fuerza del cuerpo 1 sobre el cuerpo 2 (F1-2), o fuerza de acción, es igual a la fuerza del cuerpo 2 sobre el cuerpo 1 (­F2-1), o fuerza de reacción. La fuerza de reacción tendrá la misma dirección y magnitud que la fuerza de acción, pero en sentido contrario a esta.

Actividades para ejercitar sobre las leyes de Newton

1- Relaciona las dos columnas.

Columna A

1- Primera ley de Newton

2- Segunda ley de Newton

3- Tercera ley de Newton

Columna B

( ) La aceleración del cuerpo es directamente proporcional a la fuerza que actúa sobre él e inversamente proporcional a su masa.

( ) A toda acción le corresponde una reacción igual en magnitud, pero de sentido contrario.

( ) Todo cuerpo permanece en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme si no existe una fuerza que lo modifique.

2- Marque la respuesta correcta

1) Se empujan dos cajas, una de masa 10 Kg y otra de 6 Kg. Según la segunda Ley de Newton:

a- La de menor masa tendrá menor aceleración.

b- La de mayor masa tendrá mayor aceleración.

c- Ambas tendrán la misma aceleración.

d- La de menor masa tendrá mayor aceleración.

2) Un ascensor desciende desde el 6.° hasta el 1.er piso, y al detenerse, da un pequeño salto antes de que la puerta se abra. Esto lo explica:

a- La primera Ley de Newton.

b- La segunda Ley de Newton.

c- La tercera Ley de Newton.

d- El concepto de potencia.

3) Una persona logra abrir una puerta cuando ejerce una fuerza sobre ella, a pesar de que la misma también ejerce una fuerza de reacción sobre la persona. Este enunciado, corresponde a:

a- La primera Ley de Newton.

b- La segunda Ley de Newton.

c- La tercera Ley de Newton.

d- El concepto de potencia.

4) La ecuación fundamental de la dinámica corresponde a:

a- La primera Ley de Newton.

b- La segunda Ley de Newton.

c- La tercera Ley de Newton.

d- El concepto de potencia.

Fuentes: https://sites.google.com / http://aprendeenlinea.udea.edu.co / https://bibliotecadeinvestigaciones.wordpress.com / http://www.aulafacil.com

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