Mundo Primaria
Descubre la versión premium de Mundo Primaria.
¡Muchos más recursos y sin anuncions!

Ley de Newton

Las leyes de Newton

Seguramente recuerdas a Isaac Newton como el hombre que vio caer una manzana de un árbol y se inspiró para inventar la teoría de la gravedad, pero su gran capacidad para construir ideas científicas no quedó allí, este importante investigador sentó las bases de la mecánica clase con las tres leyes que llevan su nombre, las Leyes de Newton.


La primera de estas leyes, la ley de la inercia, se caracteriza por establecer qué debe suceder para que un cuerpo salga de su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme. La segunda nos habla de cómo la aceleración de un cuerpo depende de la fuerza aplicada sobre dicho objeto. Por último, la tercera establece que toda fuerza de acción aplicada sobre un cuerpo produce una fuerza de reacción igual y opuesta.

En este artículo te explicamos con detalle cada una de estas leyes, mencionamos las características más importantes de cada una y presentamos una serie de ejemplos que te ayudarán a visualizar y comprender con mayor profundidad estas tres importantes propiedades.

Lee hasta el final para que conozcas lo interesantes que son cada una de las Leyes de Newton.

 

Qué son las leyes de Newton

 

Las leyes de Newton son tres afirmaciones que describen la forma en que se relacionan las fuerzas que actúan sobre un cuerpo y el movimiento de ese cuerpo.

Estas leyes son llamadas leyes de Newton porque fueron formuladas por primera vez por el físico y matemático de origen inglés de nombre Isaac Newton, y además han sido verificadas y probadas en tantas ocasiones a lo largo de los siglos, que los científicos ahora las llaman las Tres Leyes del Movimiento de Newton.

Isaac Newton nació el 25 de diciembre de 1642 (4 de enero de 1643, según el calendario moderno). Es uno de los grandes científicos en la historia de la física al encabezar la llamada revolución científica por sus grandes descubrimientos sobre la gravedad y el movimiento de los cuerpos, así como sus aportes en torno a la óptica. Además, en Matemática hizo grandes aportes en lo que hoy conocemos como cálculo infinitesimal.

Las leyes de Newton son consideradas la base de la mecánica clásica.

 

Primera Ley de Newton

  • La primera ley de Newton (también llamada Ley de Inercia) dice;
Un objeto en reposo permanece en reposo, y un objeto en movimiento permanece en movimiento a velocidad constante y en línea recta, a menos que una fuerza externa actúe sobre él.
  • La primera ley de Newton también puede interpretarse como sigue:
Un cuerpo no sale de su estado de reposo o movimiento rectilíneo uniforme a menos que una (o varias) fuerza(s) externa(s) actúen sobre él.



Por ejemplo, cuando un automóvil está en movimiento y el conductor aplica los frenos, aunque el automóvil se detiene el conductor y los pasajeros pueden salir disparados del auto porque la inercia hace que sus cuerpos sigan moviéndose hacia adelante, a menos que tengan puesto el cinturón de seguridad. En ese caso, el cuerpo del conductor y los pasajeros, que también estaban en movimiento, se detienen.

Leyes de Newton

Esta ley explica por qué sentimos ese tirón que nos da el cinturón de seguridad cuando el auto frena o se detiene de forma repentina. Más adelante verás más ejemplos de esta ley de inercia.

 

Características de la primera Ley de Newton

Entre las características más importantes de la Primera Ley de Newton (ley de inercia) están las siguientes:

  • Según el enunciado de la primera ley del movimiento, existen dos tipos de inercia en la naturaleza, a saber, la inercia del reposo y la inercia del movimiento.
  • La inercia es la tendencia natural de un cuerpo a resistir cambios en su estado. Es proporcional a la masa del objeto, lo que significa que cuanto mayor sea la masa, mayor es la inercia que posee el cuerpo y viceversa.
  • Una fuerza externa se define como el cambio en la energía mecánica que es la energía cinética o la energía potencial en un objeto. Estas fuerzas son causadas por agentes externos. Algunos ejemplos de fuerzas externas son la fricción, la fuerza normal y la resistencia del aire.

Una de las concepciones erróneas sobre la inercia es pensar que los objetos en movimiento necesitan una fuerza continua que actúe sobre ellos para mantenerlos en movimiento.  Es posible que algunas personas piensen esto porque no pueden ver algunas de las fuerzas que están desacelerando ese objeto.

Por ejemplo, cuando se pedalea una bicicleta la fuerza de los pies que empujan los pedales hace que la bicicleta se mueva. El movimiento de la bicicleta no continúa para siempre cuando se deja de pedalear porque hay fuerzas externas que no puedes ver, como la fricción con la carretera, la gravedad y la resistencia del aire.

 

Ejemplos de la primera Ley de Newton

Aquí tienes algunos ejemplos de la primera Ley de Newton:

  • Una piedra en reposo en el suelo seguirá estando así durante cientos de años a menos que sea empujada por la naturaleza o por alguna fuerza.

La primera ley de Newton

 

  • Un astronauta moviéndose en el espacio es un ejemplo de la primera Ley de Newton porque en el espacio exterior no existe la fuerza de gravedad. Eso hace que cualquier objeto que esté en movimiento continúe moviéndose pues no hay una fuerza externa que lo detenga. Por eso los astronautas pueden “volar” en el espacio.

Primera Ley de Newton

 

  • Saltar en un trampolín es otro ejemplo de esta ley de inercia pues cuando saltamos en el trampolín somos lanzados hacia arriba, pero eventualmente empezamos a descender. Esto se debe a la fuerza de gravedad que actúa como una fuerza externa a trayéndonos nuevamente a la Tierra.

La segunda ley de Newton

 


Segunda Ley de Newton

La segunda ley de Newton afirma que la aceleración de un objeto depende de dos variables, que son:  la fuerza neta que actúa sobre el objeto y la masa del objeto.

De acuerdo con esta ley, la aceleración del cuerpo es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre el cuerpo. Es decir, a medida que aumenta o disminuye la fuerza que actúa sobre un objeto, aumenta o disminuye la aceleración del objeto.

De la segunda Ley de Newton también se desprende que la aceleración es inversamente proporcional a la masa del cuerpo. Esto quiere decir, que a medida que aumenta la masa de un objeto, disminuye la aceleración del objeto.

  • De manera formal la segunda ley de Newton se puede enunciar como sigue:
La aceleración de un objeto producida por una fuerza neta es directamente proporcional a la magnitud de la fuerza neta, en la misma dirección que la fuerza neta, e inversamente proporcional a la masa del objeto.

Esta afirmación se expresa en forma de ecuación de la siguiente manera:

a= Fnetam

La ecuación anterior la podemos reorganizar para que nos quede lo siguiente:

F = a.m

Esta ley explica que cuando se aplica una fuerza a un cuerpo éste se acelera.

 

Características de la segunda Ley de Newton

Las características más resaltantes de la segunda Ley de Newton son:

  • Existe una relación directamente proporcional entre la fuerza neta que actúa sobre el cuerpo y la aceleración del cuerpo.
  • Cuando aplicamos una fuerza sobre un cuerpo, éste siempre se acelera.
  • La aceleración será mayor cuanto más alta sea la fuerza aplicada, pero cuanto mayor sea la masa del cuerpo a mover, menor será la aceleración resultante.
  • Cuanto más alta sea la fuerza aplicada mayor será la aceleración.
  • Entre más grande sea la masa del cuerpo que queremos mover, menor será la aceleración resultante.
  • Sin fuerza no hay aceleración.


Ejemplos de la segunda Ley de Newton

A continuación, presentamos dos ejemplos que te ayudarán a visualizar la segunda Ley de Newton conocida también como Ley Fundamental de la Dinàmica.

  • Las personas que trabajan en almacenes o supermercados generalmente necesitan mover cajas o paquetes, para hacerlo en la mayoría de los casos utilizan una carretilla. Para moverla le aplican una fuerza, la carretilla se acelera en el mismo sentido que la fuerza que lo impulsa. Entre mayor sea la fuerza que se le aplique, mayor será la aceleración que reciba. A medida que vayan colocando más cajas o paquetes en la carretilla su peso irá aumentando y su aceleración irá disminuyendo.

Segunda Ley De Newton

 

  • La fuerza con la que un futbolista debe patear una pelota de fútbol para que ésta  modifique su velocidad, es otro caso que permite visualizar la segunda Ley de Newton.

Tercera Ley de Newton

 

 

Tercera Ley de Newton

La Tercera Ley de Newton o Ley de  Acción y Reacción asegura que siempre que un objeto ejerce una fuerza sobre un segundo objeto, el segundo objeto ejerce una fuerza igual y opuesta sobre el primero.

Newton en esta tercera ley establece que por cada acción (fuerza) en la naturaleza hay una reacción igual y opuesta.

En los parques de diversiones generalmente hay carros chocones. Cuando uno de estos carros golpea a otro, recibe al mismo tiempo un golpe que lo impulsa hacia atrás. Esto se cumple aún si uno de los carros está detenido, de igual manera el que está parado ejerce la fuerza sobre el carro que le acaba de golpear.

  • Formalmente podemos enunciar la tercera Ley de Newton de la siguiente manera:
Si un objeto A ejerce una fuerza sobre un objeto B, entonces el objeto B debe ejercer una fuerza de igual magnitud en dirección opuesta sobre el objeto A.
  • Matemáticamente quedaría así:

Fa-b = Fb-a

La fuerza del cuerpo a sobre el cuerpo b (Fa – b), o fuerza de acción, es igual a la fuerza del cuerpo b sobre el cuerpo a (Fb – a), o fuerza de reacción. La fuerza de reacción tiene la misma dirección y magnitud que la fuerza de acción, pero en sentido contrario.

La tercera ley de Newton

Dos patinadores al empujarse al mismo tiempo patinan hacia atrás de forma simultánea. Esto ocurre como consecuencia de la fuerza que reciben del compañero.


Características de la tercera Ley de Newton

  • La tercera Ley de Newton nos permite comprender que una fuerza es un empujón o un tirón que actúa sobre un objeto como resultado de su interacción con otro objeto. Esto quiere decir que las fuerzas resultan de las interacciones.
  • Las fuerzas siempre ocurren en pares (fuerzas de acción y reacción), y ambas son iguales en magnitud. La acción y la reacción son fuerzas de dirección opuesta, y actúan sobre cuerpos diferentes.
  • Esta ley también es conocida como acción-reacción, siendo la fuerza ejercida la acción y la reacción es la fuerza experimentada como consecuencia.

 

Ejemplos de la tercera Ley de Newton.

Estos son algunos ejemplos de la tercera Ley de Newton:

  • Una persona al nadar empuja el agua con sus manos y brazos hacia atrás, mientras que el agua ejerce una fuerza opuesta que empuja al nadador hacia adelante, permitiendo avanzar a la persona mientras que va nadando.

Las tres leyes de Newton

Al nadar empujamos el agua hacia atrás y el agua nos impulsa hacia adelante.

 

  • Cuando alguien clava un clavo nos encontramos con un excelente ejemplo de la tercera Ley de Newton, pues mientras que el clavo se va metiendo cada vez más en la madera con cada martillazo, el martillo realiza un movimiento “de rebote” hacia atrás, que podemos identificar como la reacción al golpe que el martillo da al clavo.

Tres leyes de Newton

Cada golpe que da el martillo al clavo hace que el martillo se devuelva con la misma fuerza.

 

  • Un ave al volar empuja con sus alas el aire hacia abajo. Según la tercera Ley de Newton, el aire hace que el ave se eleve. Aquí el aire actúa como fuerza opuesta al movimiento de las alas del ave.

Las leyes de Newton con ejemplos

La tercera Ley de Newton explica, en parte, por qué las aves vuelan

 

  • Incluso tú, sentada o sentado, en la silla en la que lees este artículo eres un ejemplo de la tercera Ley de Newton. ¡Sí! Porque tu cuerpo ejerce una fuerza hacia abajo al estar sobre la silla, y la propia silla también ejerce una fuerza hacia arriba sobre ti. Y además, mientras esto está ocurriendo, la Tierra ejerce una fuerza gravitatoria hacia abajo sobre ambos, y en oposición a eso, la silla y tú ejercen una fuerza ascendente opuesta para no ser “tragados” por el centro de la Tierra.

Ejemplos de las tres leyes de Newton

La fuerza de gravedad actúa en todo momento en la Tierra y nuestro cuerpo ejerce la misma fuerza en oposición a la realidad.