Leyes de Newton
PRIMERA LEY DE NEWTON O LEY DE LA
INERCIA DICE:
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Todo cuerpo persevera su estado de
reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiar
su estado por fuerzas impresas sobre el.
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·
La primera ley de Newton, establece
que un objeto permanecerá en reposo o con movimiento uniforme rectilíneo al
menos que sobre él actúe una fuerza externa. Puede verse como un enunciado de
la ley de inercia, en que los objetos permanecerán en su estado de movimiento
cuando no actúan fuerzas externas sobre el mismo para cambiar su movimiento.
Cualquier cambio del movimiento implica una aceleración y entonces se aplica la
Segunda ley de Newton; De hecho, la primera ley de Newton es un caso especial
de la segunda ley, en donde la fuerza neta externa es cero.
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La primera ley de Newton, contiene
implicaciones sobre la simetría fundamental del Universo, en la que el estado
de movimiento en línea recta debe considerarse tan natural como el estado de
reposo. Si un objeto está en reposo respecto de una marco de referencia, aparecerá
estar moviéndose en línea recta para un observador que se esté moviendo
igualmente en línea recta respecto del objeto. No hay forma de saber que marco
de referencia es especial, de modo que, todos los marcos de referencias de
velocidad rectilínea constante son equivalentes.
SEGUNDA LEY DE NEWTON O LEY DE LA
FUERZA DICE.
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El cambio de movimiento es
proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la linea recta a lo
largo de la cual aquella fuerza se imprime.
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La segunda ley de Newton como se
establece mas abajo, se aplica en un gran número de fenómenos físicos, pero no
es un principio fundamental como lo son las leyes de conservación. Aplica
solamente si la fuerza es una fuerza neta externa. No aplica directamente en
situaciones donde la masa cambia, ya sea perdiendo o ganando material o si el
objeto está viajando cerca de la velocidad de la luz, en cuyo caso deben
incluirse los efectos relativistas. Tampoco aplica en escalas muy pequeñas a
nivel del átomo, donde debe usarse la mecánica cuántica.
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Pruebe a entrar datos en las casillas
de abajo. Especificando dos cantidades cualesquiera, puede obtenerse la
tercera. Después de introducir los dos valores, pulse sobre la casilla vacía
para obtener su valor. F= ma
·
DOS MASAS de m1=2.5kg y m2=3.5kg,
descansan sobre una superficie sin fricción y están conectadas mediante una
cuerda. Se aplica una fuerza horizontal de 12 N a m1 como la muestra de la
figura. 1). ¿Cual es la magnitud de la aceleración de las masas del sistema?.
2). ¿Cuál es la magnitud de la tensión del cable?.
DATOS DE
PROBLEMA.
Si
reemplazamos la ecuación (2) en la ecuación (3)
M1=2.5kg
m2=3.5kg
F=12N
4) F-m2a=m1a
5) F=m2a + m1a
1.)
N=W=MG
3.)
F-T=m1a
a= F
= 12v
= 2m
m1-m2
25kg-3.5kg seg
2). T=
m2a
2).
T=(3.5Kg)(2m/seg)2= 7N
TERCERA LEY DE NEWTON O PRINCIPIO Y
REACCIÓN
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Con toda acción ocurre siempre
una reacción igual y contraria: quiere decir que las acciones mutuas de dos
cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentido opuesto.
·
·
Tercera ley de Newton: Todas las
fuerzas en el universo, ocurren en pares (dos) con direcciones opuestas. No hay
fuerzas aisladas; para cada fuerza externa que actúa sobre un objeto hay otra
fuerza de igual magnitud pero de dirección opuesta, que actua sobre el objeto
que ejerce esa fuerza externa. En el caso de fuerzas internas, una fuerza
ejercida sobre una parte del sistema, será contrarrestada, por la fuerza de
reacción de otra parte del sistema, de modo que un sistema aislado, no puede
bajo ningún medio, ejercer ninguna fuerza neta sobre la totalidad del sistema.
Un sistema no puede por si mismo ponerse en movimiento con solo sus fuerzas
internas, debe interactuar con algún objeto externo a él.
·
·
Sin especificar el origen o
naturaleza de las fuerzas sobre las dos masas, La tercera ley de Newton
establece que si esas fuerzas surgen de las propias dos masas, deben ser
iguales en magnitud, pero dirección opuestas, de modo que no surge ninguna
fuerza neta de las fuerzas internas del sistema.
·
·
La tercera ley de Newton es uno de
los principios fundamentales de simetría del universo. Puesto que no tenemos
evidencia de haber sido violada en la naturaleza, se convierte en una util
herramienta para analizar situaciones que son de alguna forma antiintuitivas.
Por ejemplo, cuando un pequeño camión colisiona de frente contra otro grande,
nuestra intuición nos dice que la fuerza ejercida sobre el mas pequeño, es
mayor. ¡No es así!
·
·
La tercera ley de Newton puede
ilustrarse identificando los pares de fuerza que aparecen en distintos bloques
soportados por pesos de muelles.
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Ejemplo #1
Una mujer sostiene un objeto en una
de sus manos. aplicando la tercera ley de newton del movimiento, la fuerza de
reacción al peso de la bola es:
a) la
fuerza normal que el piso ejerce sobre los pies de la mujer.
b) la
fuerza normal que la mano de la mujer ejerce sobre el objeto.
c) la
fuerza normal que el objeto ejerce sobre la mano de la mujer.
d) la
fuerza gravitacional que el objeto ejerce sobre la tierra.
SOLUCIÓN
Las fuerzas de la acción y de
reacción se generan entre el mismo par de cuerpos, esto es, el peso de la bola
es la fuerza de carácter gravitacional que genera la tierra sobre la bola, por
lo tanto, la reacción debe ser la fuerza gravitacional que genera la bola sobre
la tierra, además tienen la misma magnitud y actúan en dirección opuesta.
RESPUESTA: d
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