Leyes de newton formulas y ejemplos

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Leyes de newton formulas y ejemplos

Las ecuaciones de las leyes de newton

Las tres leyes del movimiento fueron enunciadas por primera vez por Isaac Newton en su Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (Principios matemáticos de la filosofía natural), publicado por primera vez en 1687[2]. Newton las utilizó para explicar e investigar el movimiento de muchos objetos y sistemas físicos, lo que sentó las bases de la mecánica newtoniana[3].

La primera ley de Newton, también llamada «ley de la inercia», establece que un objeto en reposo permanece en reposo, y que un objeto en movimiento continuará moviéndose en línea recta y con velocidad constante, si y sólo si no hay una fuerza neta que actúe sobre ese objeto[4]: 140

La primera ley de Newton describe objetos que se encuentran en dos situaciones diferentes: objetos que están inmóviles y objetos que se mueven en línea recta a velocidad constante. Newton observó que los objetos en ambas situaciones sólo cambian su velocidad si se les aplica una fuerza neta. Un objeto que sufre una fuerza neta nula se dice que está en equilibrio mecánico, y la primera ley de Newton sugiere dos tipos diferentes de equilibrio mecánico: un objeto que tiene fuerzas netas nulas y que no se mueve está en equilibrio mecánico, pero un objeto que se mueve en línea recta y con velocidad constante también está en equilibrio mecánico[4]: 140

Ejemplo de fórmula de aceleración

Por lo tanto, el objeto permanecerá en un lugar o seguirá moviéndose en la misma dirección y con la misma velocidad para siempre, porque en el espacio no hay gravedad ni aire que actúe sobre la herramienta, a diferencia de lo que ocurre en la Tierra, donde sin una fuerza sostenida, la fricción de la atmósfera ralentizará y finalmente detendrá un objeto en movimiento.

Ejemplo 1: Un corredor de maratón no puede dejar de correr inmediatamente después de haber cruzado la línea de meta. Tiene que dar unas cuantas zancadas más y correr unos cuantos metros más allá de la línea de meta, pues de lo contrario se caerá. Esto se debe a la inercia del movimiento, o primera regla del movimiento de Newton, que impide que el cuerpo se detenga bruscamente y le obliga a mantener su estado de movimiento.

Ejemplo 2: Cuando un coche se mueve bruscamente, los pasajeros sienten una sacudida que les empuja hacia atrás. Esto se debe a que el coche comienza a moverse mientras el cuerpo permanece en reposo, lo que provoca un movimiento brusco, que es un cambio de estado abrupto y breve.

Ejemplo 1: Una pelota al ser golpeada desarrolla un cierto grado de aceleración. La fuerza ejercida sobre la pelota tiene una relación directa con la aceleración de la misma. Esto significa que cuanto más fuerte se golpea la pelota, más rápido se mueve, lo que demuestra la segunda ley del movimiento de Newton en la vida cotidiana.

Ley de la aceleración

En esta lección, repasaremos las tres leyes del movimiento de Newton. Veremos las fórmulas asociadas a estas leyes, y aprenderás cómo se utilizan estas fórmulas en la física viendo situaciones de ejemplo en las que se producen.

Antecedentes de Isaac NewtonCuando se trata de decidir cuáles son los científicos más influyentes en el tema de la física, Sir Isaac Newton es ciertamente un fuerte contendiente. Sus numerosas contribuciones incluyen el descubrimiento de la ley de la gravitación universal, su contribución a la creación del cálculo y sus tres leyes del movimiento, entre otras. En esta lección nos centraremos en conocer las tres leyes del movimiento de Newton. Repasaremos cada ley individualmente, veremos sus fórmulas matemáticas y veremos las aplicaciones de estas leyes en el mundo que nos rodea.

Esta fórmula nos dice que una fuerza que actúa sobre un objeto es igual a la masa de ese objeto multiplicada por la aceleración causada por la fuerza. Esta fórmula se utilizará sistemáticamente a lo largo de los estudios de introducción a la física. Un excelente ejemplo de la segunda ley de Newton en nuestras vidas es nuestro peso. Puede que no pienses en ello de esta manera, pero tu peso es en realidad la fuerza gravitatoria de la tierra que actúa sobre ti. Tu peso es igual a tu masa multiplicada por la aceleración debida a la gravedad, 9,81 m/s. Ahora, utilicemos esta información para encontrar la fuerza debida a la gravedad que actúa sobre un hombre con una masa de 81 kilogramos:

Las tres leyes del movimiento de newton

La segunda ley del movimiento de Newton está estrechamente relacionada con la primera ley del movimiento de Newton. Establece matemáticamente la relación de causa y efecto entre la fuerza y los cambios en el movimiento. La segunda ley del movimiento de Newton es más cuantitativa y se utiliza mucho para calcular lo que ocurre en situaciones en las que interviene una fuerza. Antes de poder escribir la segunda ley de Newton como una simple ecuación que dé la relación exacta de fuerza, masa y aceleración, tenemos que afinar algunas ideas que ya se han mencionado.

En primer lugar, ¿qué entendemos por un cambio en el movimiento? La respuesta es que un cambio de movimiento equivale a un cambio de velocidad. Un cambio de velocidad significa, por definición, que hay una aceleración. La primera ley de Newton dice que una fuerza externa neta provoca un cambio en el movimiento; por tanto, vemos que una fuerza externa neta provoca una aceleración.