Leyes de Newton
Isaac Newton (1642-1727)
En el año 1687, Isaac Newton publicó una obra en la que, entre otras cosas, enunciaba los principios de la dinámica (de interacción, de inercia, y de masa) y la Ley de gravitación universal. Esta ley y los principios de la dinámica permiten explicar las causas de los movimientos de todos los cuerpos, desde estrellas y planetas hasta objetos más cercanos a nuestra experiencia cotidiana como autos, trenes, pelotas, ascensores, etc.
Interacciones de fuerzas:
Las acción de las fuerzas sobre los cuerpos se reconoce por los efectos que provoca. Cuando un cuerpo cambia su movimiento (por ejemplo, lata vacía de gaseosa se aplasta) se reconoce que sobre ese cuerpo actuaron una o varias fuerzas.
Los cuerpos no tiene fuerzas en si mismos, sino que son capaces de ejercer fuerzas sobre otros y, por supuesto, también de recibirlas. Esto quiere decir que la fuerza no es un ente que puede existir sin cuerpos que la apliquen y que la reciban, para que haya fuerzas siempre se requieren dos cuerpos, ya que las fuerzas son el producto de una interacción
Como las fuerzas provienen de la interacción entre dos cuerpos, siempre aparecen de a pares, aveces en forma muy evidente y otras no tanto. Por ejemplo, cuando un jugador de fútbol patea la pelota, ejerce una fuerza sobre ella que se evidencia porque cambia su velocidad; simultáneamente, la pelota ejerce una fuerza sobre el pie del jugador. La fuerza de la pelota sería más evidente para el futbolista si pateara descalzo.
El principio que explica estos procesos se denomina "principio de interacción" también llamado "principio de acción y reacción"
"Indica que cuando dos cuerpos interactúan, sobre cada uno de ellos se ejerce una fuerza. Esta fuerzas son siempre de igual intensidad, de igual dirección y de sentido opuesto"
La fuerza es una magnitud vectorial, ya que sus efectos sobre los cuerpos no depende sólo de la intensidad de la interacción, sino también de la dirección y el sentido que tenga. Por lo tanto, hay que representarla mediante un vector, cuyas partes son las siguientes:
En el sistema internacional de mediadas (SI), la fuerza se mide en una unidad llamada Newton (N). Fuera de este sistema, se utiliza también el kilogramo fuerza (Kgf)
Equivalencia:
1 N ................... 0,102 Kgf
Interacción gravitatoria:
La ley de gravitación universal enunciada por newton indica que absolutamente todos los cuerpos interactúan entre sí, ejerciéndose mutuamente fuerzas denominadas gravitatorias. Suele decirse que Newton que la misma fuerza que hace caer una manzana es la responsable de mantener en órbita a la luna.
La interacción gravitatoria es extremadamente débil; si no se cuenta con instrumentos especiales para detectarla sólo se pone de manifiesto cuando uno o ambos cuerpos interactuantes son cuerpos celestes (planetas, satélites, estrellas, etc). Ya en las explicaciones del propio Newton, se aplica la interacción gravitatoria para justificar el movimiento planetario que, hasta ese momento, estaba descripto pero no explicado por las leyes de Kepler. La ley de gravitación universal se podría enunciar de la siguiente manera : "Las fuerzas provenientes de la interacción gravitatoria entre dos cuerpos, que son siempre fuerzas de atracción, tienen un módulo que es proporcional al cuadrado de la distancia que las separa"
No debe olvidarse que, por ser una interacción, ambas fuerzas aplicadas una sobre cada cuerpo tiene igual dirección y sentido opuestos.
La expresión matemática de la Ley de gravitación universal es la siguiente:
Donde:
F= módulo de cualquiera de las dos fuerzas provenientes de la interacción m1 y m2 las masas de ambos cuerpos.
d= la distancia entre los cuerpos.
G= la constante de gravitación universal cuyo valor, en unidades internacionales es:
Primer ley: "Principio de inercia"
Ésta ley establece que: "Un cuerpo permanecerá en reposo o movimiento rectilíneo uniforme, hasta que una fuerza actúe sobre él"
A modo de ejemplo veamos él siguiente vídeo:
Segunda Ley: "Principio de masa"
El principio de masa se puede enunciar de la siguiente manera: "Cuando sobre un cuerpo actúan una o varias fuerzas, éste adquiere una aceleración en la misma dirección y sentido que la resultante del sistema aplicado y de intensidad proporcional a la dicha fuerza"
La expresión matemática de la segunda ley es la siguiente:
F = m . a
Donde:
F = es la suma vectorial (es decir, de todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo)
m = la masa del cuerpo
a = aceleración que adquiere el cuerpo por acción de la fuerza aplicada.
La masa que se mide en kilogramo (kilogramo masa) mide la inercia del cuerpo, es decir, indica la facilidad o dificultad para acelerarlo: resulta difícil acelerar a los cuerpos de mucha masa mientras que los de poca masa se aceleran fácilmente.
Un caso particular del principio de masa es el que considera lo que ocurre cuando se suelta un cuerpo cerca de la tierra y cae. Como es sabido si se puede despreciar el rozamiento del aire (no tenerlo en cuenta), el cuerpo cae con la aceleración de la gravedad (g). La fuerza que provoca éste movimiento es el peso (P) del cuerpo. Por lo tanto, para éste caso particular, si se reemplazan en la expresión anterior las magnitudes F y a por sus equivalente p y g, el principio de masa puede escribirse:
P = m . g
Tercera Ley: "Principio de acción y reacción"
Éste principio fue explicado al principio, y se refiere a un par de fuerzas que interactúan entre sí.
