Las Leyes de Newton

Las leyes de Newton del movimiento

Isaac Newton nació en Inglaterra el 25 de diciembre de 1642, año en el que murió el celebre científico italiano Galileo Galilei, Newton murió el 2o de marzo de 1627 (de acuerdo al calendario Juliano). Newton fue uno de los más grandes genios científicos de la historia con aportes como el cálculo, las leyes del movimiento, la teoría corpuscular de la luz y la ley de gravitación universal entre otras.
Estas famosas tres leyes fueron publicadas por el célebre físico inglés Sir. Isaac Newton en su célebre obra “Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica”, publicada por primera vez el 5 de julio de 1687, estas leyes explican el comportamiento básico de los cuerpos en movimiento y en reposo, y de cómo las fuerzas los afectan a estos.

La primera ley de Newton denominada el principio de inercia, fue propuesto por Galileo Galilei muchos años antes de Newton, este retomo las ideas de Galileo y la convirtió en la primera ley del movimiento, por esta razón Newton solía decir: “estamos parados en los hombros de gigantes”, este principio propone que todos los cuerpos que poseen masa, poseen la propiedad de la inercia, esta los hace tender a permanecer en reposo si el cuerpo está en reposo, y a moverse en línea recta y con velocidad constante, si el cuerpo está en movimiento, y precisamente eso es lo que dice la primera ley de Newton.

Primera ley de Newton: Todo cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas impresas sobre él.

Veamos algunos ejemplos sencillos de cómo podemos demostrar el principio de inercia o la primera ley de Newton:

Ejemplo (A): Usted se encuentra sentado en el asiento de un automóvil, de pronto y de forma brusca el conductor del auto hace la salida, con lo que usted se va hacia atrás, esto se debe a que como se encontraba en reposo tiende por inercia a permanecer en reposo.

Ejemplo (B): Usted avanza a una velocidad considerable en un automóvil y el conductor frena de repente, usted por inercia tiende a irse hacia adelante, de hecho si el frenado es muy fuerte, se puede uno estrellar contra el parabrisas sino no lleva puesto el cinturón de seguridad, causándole serias heridas o incluso la muerte.

Ejemplo (C): Imagínese viajando cuesta abajo en una bicicleta sin frenos, al final de la cuesta hay una pronunciada curva, al intentar tomar la curva se sale e control y cae al lado del camino, ¿por qué razón?, se debe a por inercia los cuerpos tienden a viajar en línea recta.

Ejemplo (D): Se lanza con fuerza un disco de hockey sobre una pista de hielo muy larga, este se moverá recorriendo una gran distancia en línea recta, y solo se detendrá debido a la fricción entre el disco y la superficie de hielo, si imagináramos una superficie sin fricción, el disco no se detendría nunca.

La siguiente figura nos muestra una consecuencia de la primera ley de Newton:

La segunda ley de Newton

Esta ley nos muestra la relación existente entre la masa, la aceleración y la fuerza, en una simple ecuación F = m x a, donde F es la fuerza, m es la masa y a es la aceleración, si la masa se mide en kilogramos (kg) y la aceleración se mide en metros por segundo al cuadrado (m/s²) obtenemos el valor de la fuerza en newtons (N), que es la unidad de fuerza en el S.I, precisamente en honor a Isaac Newton.

De manera que si sobre un cuerpo cuya masa es de 20 kg se produce una aceleración de 2 m/s², la fuerza que obtendríamos es la siguiente:

F = m x a      F = 20 kg x 2 m/s² = 40 N

La tercera ley de Newton

Esta es la llamada ley de la acción y reacción, ya que propone que las fuerzas en la naturaleza no actúan solas, sino en pareja, a cada acción le corresponde una reacción, ambas fuerzas se dan de forma simultánea y no se anulan entre sí ya que actúan sobre cuerpos diferentes y en sentido contrario, es decir si uno le da un golpe con su puño a una pared, la pared le devuelve al puño una fuerza de la misma intensidad, la acción del puño actúa sobre la pared y la reacción de la pared actúa sobre el puño, es por esto que nos duele si lo hacemos.

Veamos algunos ejemplos de esta ley:

Turbina de avión