LEYES DE NEWTON
Newton un hombre excepcional quien organizo el trabajo de sus antecesores y logró enunciar las 3 leyes fundamentales que rigen la mecánica en general; mediante las cuales permiten analizar las causas que originan los movimientos y los efectos que producen.
El verdadero mérito de Newton no consiste en el descubrimiento de estas leyes exceptuando la tercera, sino de haber sido el primero e darse cuenta de su importancia y en aplicarla a casos específicos.
PRIMERA LEY
LEY DE LA INERCIA
CONCEPTO:
ECUACIÓN:
No presenta ninguna ecuación pero debemos recordar que ΣF = 0
EJEMPLO DE LA PRIMERA LEY DE NEWTON
Un ejemplo de la ley de la inercia ocurre al viajar en un vehículo: cuando el conductor aplica bruscamente los frenos todos los ocupantes son arrojados violentamente hacia adelante ya que el vehículo es el único que recibe una fuerza para detenerse y como los ocupantes no la reciben por su inercia tratan de seguir en movimiento. Así, mismo cuando el vehículo está parado y el conductor lo acelera de forma brusca, todos los ocupantes son arrojados violentamente hacia atrás, esto sucede por su inercia los cuerpos en reposo tratan de seguir en reposo.
APLICACIÓN
Decimos que el movimiento es relativo, es decir, depende de cual sea el observador que describa el movimiento. Así, para un pasajero de un tren, el interventor viene caminando lentamente por el pasillo del tren, mientras que para alguien que ve pasar el tren desde el andén de una estación, el interventor se está moviendo a una gran velocidad. Se necesita, por tanto, un sistema de referencia al cual referir el movimiento. La primera ley de Newton sirve para definir un tipo especial de sistemas de referencia conocidos como Sistemas de referencia inerciales, que son aquellos sistemas de referencia desde los que se observa que un cuerpo sobre el que no actúa ninguna fuerza neta se mueve con velocidad constante.
PROBLEMA:
Una partícula sujeta a la acción de dos fuerzas estará en equilibrio si ambas tienen la misma magnitud, la misma línea de acción y sentidos opuestos. Entonces la resultante de las fuerzas es cero.
SIMULADOR: PRIMERA LEY DE NEWTON
SEGUNDA LEY
LEY DE LA PROPORCIONALIDAD ENTRE
FUERZA Y ACELERACIÓN
CONCEPTO:
ECUACIÓN:
Matemáticamente
tendríamos:
El
peso de un cuerpo es la fuerza con que la tierra atrae a la masa de dicho
cuerpo.
EJEMPLO DE LA SEGUNDA LEY DE NEWTON
Otro ejemplo puede ser: una pelota de fútbol impulsada con una velocidad determinada hacia arriba (según la línea roja segmentada del dibujo) seguiría en esa misma dirección si no hubiesen fuerzas que tienden a modificar estas condiciones.
Estas fuerzas son la fuerza de gravedad terrestre que actúa de forma permanente y está representada por las pesas en el dibujo, y que son las que modifican la trayectoria original. Por otra parte, también el roce del aire disminuye la velocidad inicial.
APLICACIÓN
Las aplicaciones de la segunda ley de newton son muchas la podemos encontrar en muchos campos de estudio como medicina, zoología, física, ingeniería, etc...además la podemos ver en cada acción siguiente:
- Cuando pateamos un balón, cambia su velocidad (se acelera)
- Empujar un carrito aumentando la velocidad
- Lanzar una pelota de beisbol
- Dejar caer un ladrillo
Otra aplicación sería mediante un juego de poleas elevando un cuerpo
PROBLEMA:
SIMULADOR: SEGUNDA LEY DE NEWTON
Nos muestra masa, tiempo y aceleración
TERCERA LEY
LEY DE ACCIÓN Y REACCIÓN
CONCEPTO:
ECUACIÓN:
La sumatoria de las fuerzas en el eje X es 0. La Sumatoria de las fuerzas en el eje Y es 0.
EJEMPLO DE LA SEGUNDA LEY DE NEWTON
Imagina que estas a la izquierda de una pared. Le
das un golpe de 50 N y ¡tu también recibes el golpe de 50 N de vuelta, por eso
te duele!. La fuerza que tu ejerces sobre la pared, hacia la derecha, es la
misma que te devolverá la pared ejerciéndola sobre ti, pero en sentido
contrario. TU haces una fuerza de 50 N, y la pared una fuerza de igual magnitud
pero en sentido contrario, de -50 N, por lo tanto, se cumple qe
50 N= -(-50 N)
Cualquier objeto A que ejerce una fuerza F sobre B, recibirá una fuerza de vuelta de B, de -F (la misma magnitud, pero en sentido opuesto)
APLICACIÓN
Entre las multiples aplicaciones podemos ver las siguientes
- Lanza una piedra hacia arriba en linea recta, al subir se termina su velocidad y comenzara a bajar
- Golpea un saco de boxeo, el saco te regresa a la misma fuerza
- Dos esferas colgadas como péndulo, elevas la primera, golpea a la segunda, y la primera regresa en dirección contraria
- Saltar, al impulsarte en el suelo lo avientas hacia abajo, y el suelo te regresa la misma fuerza, por lo que tu cuerpo se eleva con la misma fuerza
PROBLEMA:
Dos
cajas de 20 y 30 kg de masa respectivamente, se encuentran apoyadas sobre una
superficie horizontal sin rozamiento, una apoyada en la otra. Si empujamos el
conjunto con una fuerza de 100 N. ¿Cuál es la aceleración de cada masa?¿Qué
fuerza ejercerá cada caja sobre la otra?
SIMULADOR: TERCERA LEY DE NEWTON
