Leyes De Newton

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Las leyes de Newton son tres leyes físicas que explican el movimiento y la fuerza, corresponden a la parte de la física que estudia el movimiento: la dinámica. En este artículo encontrarás qué son, sus fórmulas y ejemplos.

 

No todas las leyes fueron descubiertas por Newton, sin embargo, el las recopiló y explicó en el tercer volumen de su libro "Principios Matemáticos de la Filosofía Natural".

Primera ley de Newton

También llamada Ley de Galileo o Ley de la Inercia, fue observada y formulada primero por Galileo Galilei al estudiar el movimiento y los planos inclinados, dándose cuenta de que cuando se mueven un cuerpo, tiende a continuar con su movimiento, y que este se detiene por la fricción con la superficie sobre la que se mueve.

Dedujo que si se eliminara la fricción, el cuerpo continuaría su movimiento hasta que otra fuerza lo modifique. La primera Ley de Newton se enuncia como sigue:

“Todo cuerpo permanece en estado de reposo o de movimiento rectilíneo y uniforme, a menos que actúe sobre él una fuerza resultante”.

Conforme a esta ley, se define la inercia como la tendencia que tiene un cuerpo a conservar su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme.

Desde la antigüedad se consideraba que al proporcionar movimiento a un objeto, éste iba perdiendo la energía proporcionada hasta detenerse. Sin embargo, también se observó que esto no sucede con otros cuerpos en movimiento, como en el movimiento de los planetas, y se consideró que había otras leyes de movimiento para esos cuerpos celestes.

Galileo consideró que tanto los cuerpos celestes como los cuerpos aquí en la tierra responden a las mismas leyes de movimiento, y que existía una circunstancia que hacía diferente uno de otro.

Así llegó a la idea de que la fricción y la resistencia que ofrece es lo que hace que el objeto se detenga después de que ha comenzado a rodar. Por ejemplo, una rueda rodando sobre la tierra.

Estudió los planos inclinados y se dio cuenta de que cuando un objeto rueda en un plano inclinado hacia abajo, disminuye la fricción y aumenta su velocidad, mientras que si gira sobre un plano inclinado hacia arriba, aumenta la fricción y se frena.

Consideró que si no existe la fricción ni otra fuerza que actúe sobre el objeto, entonces mantendría su estado de movimiento o reposo indefinidamente. A este estado de mantener el movimiento o reposo, se le llama inercia.

La primera Ley de Newton no tiene fórmula.

10 ejemplos de la primera Ley de Newton

  1. Pasajero en un automóvil: Si un automóvil se detiene repentinamente, el pasajero tiende a moverse hacia adelante debido a la inercia. Esto ocurre porque el cuerpo del pasajero intenta mantener su movimiento lineal constante.

  2. Patinador en hielo: Un patinador deslizándose sobre el hielo continuará moviéndose en línea recta y a una velocidad constante, siempre que no haya fuerzas externas (como fricción) actuando sobre él.

  3. Deslizamiento de monedas en una mesa: Si una moneda se desliza sobre una mesa, eventualmente se detendrá debido a la fricción, pero si la mesa estuviera perfectamente lisa y sin fricción, la moneda continuaría moviéndose en línea recta y a una velocidad constante.

  4. Satélite en órbita: Un satélite en órbita alrededor de la Tierra se mueve a una velocidad constante en el espacio debido a la inercia, ya que no hay fuerzas externas significativas actuando sobre él aparte de la gravedad.

  5. Bola en un plano inclinado: Si una bola se coloca en un plano inclinado sin fricción, permanecerá en reposo hasta que una fuerza externa (como la gravedad) la empuje hacia abajo.

  6. Una bandeja con vasos: Si una bandeja con vasos se retira rápidamente de debajo de los vasos, estos tienden a quedarse en su posición inicial debido a la inercia antes de caer.

  7. Saltar desde un vehículo en movimiento: Si alguien salta desde un vehículo en movimiento, continuará moviéndose hacia adelante con la misma velocidad del vehículo debido a la inercia, y luego se deslizará o caerá al suelo.

  8. Tren en movimiento: Si estás de pie en un tren en movimiento y este se detiene repentinamente, tu cuerpo tenderá a moverse hacia adelante debido a la inercia.

  9. Golpeando una alfombra: Cuando golpeas una alfombra colgada, el polvo sale volando hacia adelante debido a la inercia, ya que tiende a mantener su movimiento lineal constante.

  10. Un lápiz en un escritorio: Un lápiz en reposo sobre un escritorio permanecerá en reposo hasta que una fuerza externa (como empujarlo con la mano) actúe sobre él.

Segunda Ley de Newton

Esta ley habla sobre la fuerza que actúa en un objeto en relación a la aceleración que se produce. Esta Ley se enuncia así: La fuerza neta que obra sobre un cuerpo es el producto de la masa del cuerpo por la aceleración que adquiere”. 

La fórmula de la segunda Ley de Newton es

F=ma

En esta fórmula, los elementos representan:

F: es la fuerza aplicada o que desarrolla el objeto. Se expresa en Newtons.
m: es la masa del objeto, expresada en kilogramos.
a: aceleración, que es el incremento de distancia que adquiere el objeto durante determinada unidad de tiempo, generalmente en segundos. Se mide en metros por segundo cada segundo.

Por medio de esta fórmula podemos calcular cualquiera de sus elementos:

F=ma para calcular la fuerza, conociendo la masa y la aceleración.
a=F/m para calcular la aceleración, conociendo la masa.
m=F/a para calcular la aceleración, conociendo la masa.

10 ejemplos de la segunda Ley de Newton

Con la segunda Ley, podemos calcular la fuerza, la masa o la velocidad que tiene un objeto:

  1. Calcular la fuerza que tendrá un carrito de 500g, que tiene una aceleración de 4 m/s2

Aplicamos la fórmula F=ma. Sabemos que:

m= 500g = 0.5kg
= 4m/s2
F= ma = (0.5)(4) = 2N

  1. Calcular la masa de una esfera a la que se le imprime una fuerza de 0.3N y alcanza una aceleración de 2m/s2

Despejamos la masa con m=F/a:

F= 0.3N
a= 2m/s2
m=F/a = 0.3 /2 = 0.15kg = 150 gramos.

  1. Calcular la aceleración que alcanza un móvil de 220 gramos, al aplicársele una fuerza de 0.4 Newtons

F= 0.4 N
m = 220 g = 0.22kg
a=F/m = 0.4 / 0.22 = 1.82 m/s2

Tercera Ley de Newton

La tercera Ley de Newton también es conocida como la ley de la acción y reacción. Dice que cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro, el otro ejerce una fuerza igual y en sentido contrario.

Esta ley se enuncia así:

A toda fuerza se opone una fuerza igual y de sentido contrario, por lo que si un objeto ejerce sobre otro una fuerza, el segundo objeto ejerce sobre el primero una fuerza de igual intensidad, la misma dirección, pero en sentido contrario.

Esta ley podemos comprenderla si pensamos en dos situaciones:

Primera situación

Tenemos una esfera o una canica, que golpean una superficie fija, por ejemplo, una pared. Sabemos que al tocar la esfera la pared, se detendrá su recorrido y rebotará exactamente con la misma dirección que llevaba, pero en sentido contrario, ya que la pared ejerce la misma fuerza, y como la pared está fija, la fuerza se regresa a la esfera, que adquiere el mismo movimiento, con la misma fuerza, pero en sentido contrario.

Segunda situación 

Tenemos dos canicas del mismo tamaño. La canica B está en reposo, mientras que A la canica le imprimimos una fuerza que la hace moverse. Cuando la canica A toca a la canica B, la canica B ejerce una fuerza igual a la que tiene la canica A, que la hace detenerse.

A la vez, la fuerza que ejerce la canica B sobre la canica A, le es regresada con la misma intensidad y en sentido contrario, haciendo que la canica B se mueva con la misma fuerza con la que detuvo a la canica A.

La fórmula general para la tercera ley de Newton es

F1= –F2

¿Y qué pasa si las esferas o los objetos son diferentes? En el caso de dos objetos con masas diferentes, la fuerza transmitida será la misma, pero la aceleración que tendrá el objeto b será menor, si su masa es mayor que la del objeto A; si en cambio la masa del objeto B es menor que la de A, entonces su aceleración será mayor.

En los ejemplos veremos cómo se combinan la segunda y tercera de estas leyes para calcular lo anterior.

10 ejemplos de la tercera Ley de Newton

La ley de la acción y la reacción es bastante sencilla, cuando hablamos de un objeto que choca contra un muro, o dos objetos que tienen la misma masa. Sin embargo, si combinamos la fórmula de la tercera ley de Newton: F1 = –F2, con la fórmula de la segunda ley: F = ma, entonces podemos calcular qué pasará con objetos de diferentes masas.

Así lo podemos calcular si tenemos en cuenta que (F = ma)1 = –(F = ma)2. Esto nos permite hacer cálculo como los siguientes:

  1. Calcular la masa del objeto 1, si con una aceleración de 2 m/s, produce una fuerza de 0.25 N, y calcular la aceleración del objeto 2, si su masa es de 250 gramos.

Calculando con la segunda ley de Newton el objeto 1:

F= 0.25 N
a= 2m/s2
m = F/a = 0.25/2 = 0.125kg = 125 gramos

Como la fuerza es la misma, despejamos la fórmula para el objeto 2:

F= 0.25 N
m= 250 g = 0.25 kg
a = F/m = 0.25/0.25 = 1 m/s2

  1. Calcular la masa del objeto 2, si adquiere una velocidad de 4.5 m/s2, como reacción a la fuerza ejercida por el objeto 1, que tiene una masa de 750 gramos y una aceleración de 6 m/s2

Como primer paso, calculamos la fuerza que ejerce el objeto 1: 

m= 750 gramos, = 0.75 kg
a= 6m/s2
F = ma = (0.75)(6) = 4.5 N

Ahora que sabemos la fuerza, calculamos la masa del objeto 2:

F= 4.5 N
a= 4.5 m/s2
m = F/a = 4.5/4.5 = 1 kg

¿Cómo citar? Graell, E. & Del Moral, M. (s.f.). Leyes De Newton.Ejemplo de. Recuperado el 26 de Septiembre de 2023 de https://www.ejemplode.com/37-fisica/499-leyes_de_newton.html

Escrito por:
Ekhiñe Graell Larreta
Doctorado en Estudios Sociales
Universidad Autónoma Metropolitana
Mauricio del Moral Durán
Mauricio del Moral, fundador y creador de Ejemplo de, es un experto en enseñanza y un apasionado del ámbito educativo desde el año 2007. Ha dedicado una considerable parte de su vida profesional al estudio y al desarrollo de contenidos educativos en formatos digitales de alta calidad. Poseedor de una Licenciatura en Ciencias de la Comunicación, Mauricio es egresado de la prestigiosa Universidad Intercontinental.
Última modificación: 2023-04-04

Últimos 10 comentarios

  1. Pes ésto sí me ayudó.
    Por wendy 2018-03-23 a las 16:07:08
  2. es lo q necesito pero no entiendo
    Por leticia 2011-04-17 a las 16:35:39
  3. Naw Los felicito Muy completa esta info..
    graciasx ;D
    Por Davo 2011-03-09 a las 1:40:03
  4. esta mux parte lo reportyu
    Por platon 2010-11-17 a las 0:48:33
  5. son 10 cuales son me urgen plis
    Por anonimo 2010-08-26 a las 1:16:14
  6. ps si es muy interesante ps el concepto es congreto justo lo q se qiere ,felicitaciones!
    Por patty 2010-05-14 a las 11:27:01
  7. no entiendo ni una custion
    Por natalia 2009-12-16 a las 0:14:52
  8. interesante esta página
    Por javier 2009-11-04 a las 4:24:14
  9. ejercicios de la fisica porquemañana tengo que rendir la previa de fisica y no estudien ....gracias
    Por evelin 2009-08-11 a las 22:05:47
  10. Necesito al ley de newton F=m.a esto no es lo q necesito
    Por Erika 2009-08-02 a las 3:08:19

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