Leyes de Newton 🏎️💥

Hola chicos y chicas. Bienvenidos a una clase más con la profe Yova. En nuestra clase anterior sobre la unidad de mecánica clásica, estudiamos qué es la fuerza y las diferentes formas en que puede manifestarse. Si recordamos, la definición de la fuerza y su importancia para la física ha sido principalmente basado en las ideas y estudios realizados por el científico Isaac Newton. Por lo que el día de hoy estudiaremos los tres postulados conocidos como las tres leyes de Newton.

Para poder comprender esas leyes, es sumamente importante que recordemos algunos términos. Entre estos, la fuerza, que se refiere a todo aquello que es capaz de modificar la cantidad de movimiento o la forma de los cuerpos; el movimiento, que hace referencia al cambio de posición de un objeto a lo largo del tiempo; y la aceleración, que es el cambio de velocidad que puede experimentar una partícula, cuerpo u objeto en movimiento. Entonces, ¿cuáles son las leyes de Newton?

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Primera ley de Newton. Esta también se conoce como la ley de la inercia. Se basa en los estudios anteriormente realizados por Aristóteles, quien dijo que los objetos solo podían moverse si se les aplicaba una fuerza, o sea, que el estado natural de todo cuerpo es el reposo. Con base en esto, Newton estableció el término inercia, que se refiere a la incapacidad que tienen los cuerpos a modificar su propio estado de reposo o de movimiento. Dicho en otras palabras, para que un cuerpo que está en movimiento o está en reposo cambie su estado, debe aplicarse una fuerza externa. De lo contrario, y por inercia, se mantendrán su estado natural. Es así como Newton establece su primer postulado formal: todo cuerpo continuará en su estado de reposo o movimiento, a menos que una fuerza externa actúe sobre él.

Esta ley la podemos ejemplificar cuando estamos en un carro en movimiento y este frena repentinamente. El cuerpo, por inercia, tenderá irse hacia adelante. O al contrario, cuando un carro se encuentra en reposo y arranca repentinamente, el cuerpo, por inercia, tenderá a irse hacia atrás para mantener su posición inicial.

Segunda ley de Newton. Esta se basa en la relación que existe entre la fuerza, la masa y la aceleración. Newton logró evidenciar que conforme se aumenta la masa de un objeto, se requiere una mayor cantidad de fuerza para moverla y, por lo tanto, su aceleración será menor. Mientras que para un objeto con poca masa, se requiere una fuerza menor y su aceleración será mayor. Es así como Newton establece su segundo postulado oficial: la aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él y es inversamente proporcional a la masa. Esto, además, le permite establecer la formulación matemática oficial para la fuerza, que por su proporcionalidad es: la fuerza es igual a la masa por la aceleración, en donde la fuerza se mide en Newtons, la masa en kilogramos y la aceleración en metros por segundo al cuadrado.

Un ejemplo aplicado para este comportamiento es, por ejemplo, cuando cargamos un carrito de compras. Si la masa de la carga es poca, requerimos de poca fuerza para aplicar y el carrito podrá acelerarse fácilmente. Mientras que si el carrito comienza a llenarse y, por lo tanto, su masa aumenta, se requerirá una mayor fuerza y su aceleración será menor.

Finalmente, tenemos la tercera ley de Newton. Para esta, y en su último postulado, Newton descubre que la aplicación de toda fuerza se puede considerar como una acción y que esta tendrá una reacción. Es decir, que siempre que un objeto ejerza una fuerza sobre otro, este devolverá una fuerza de igual magnitud pero en dirección contraria. Es así como se establece su tercer postulado oficial: 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.

Por ejemplo, cuando se desinfla un globo, se libera el contenido de su interior, lo cual produce que, por acción-reacción, los gases empujen el globo hacia el sentido opuesto al mismo tiempo que se da la liberación.

Estas tres leyes han significado una gran revolución para la física y aún con el paso de los años se consideran como las bases para el estudio del comportamiento de los cuerpos. Además, sirvieron como referencia para las leyes de astronomía que explican el movimiento de los planetas y los satélites.

Nos vemos para una próxima clase con la profe Yova.