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  • Leyes del movimiento de Newton

    Las leyes del movimiento tienen un interés especial aquí; tanto el movimiento orbital como la ley del movimiento de los cohetes se basan en ellas. 

    Newton planteó que todos los movimientos se atienen a tres leyes principales formuladas en términos matemáticos y que implican conceptos que es necesario primero definir con rigor. Un concepto es la fuerza, causa del movimiento; otro es la masa, la medición de la cantidad de materia puesta en movimiento; los dos son denominados habitualmente por las letras F y m. "Las tres leyes del movimiento de Newton" se enuncian abajo en palabras modernas: como hemos visto todas necesitan un poco de explicación. 

    Las Leyes de Newton
    Principios del Movimiento


        Las Leyes del Movimiento publicadas en 1687 por Isaac Newton es su obra Principios Matemáticos de la Filosofía Natural describen formalmente los mecanismos del movimiento en general. Estas tres leyes básicas, fundamentadas en observaciones experimentales hace más de tres siglos, constituyen la base de la Mecánica Clásica.

    1. LEY DE LA INERCIA

          La primera de la Leyes de Newton explica lo que sucede cuando un cuerpo está ajeno a la interacción con otros cuerpos o cuando la interacción de varios cuerpos hace que el efecto sea nulo. La medida de la interacción con otros cuerpos en lo que conocemos como fuerza. Es por esto que la primera Ley de Newton se puede expresar como: "Si la fuerza externa resultante sobre un determinado cuerpo es cero, entonces su velocidad permanecerá invariante". Es decir, un objeto en reposo permanecerá en reposo y un objeto en movimiento seguirá moviendose con la misma velocidad (esto es, con la misma rapidez y en línea recta) si es que no actúan sobre él fuerzas externas. Newton expresó esta Ley matemáticamente como:

      Si F = 0 entonces: a = 0

         
      Lo que sugiere que si la suma total de las interacciones con otros cuerpos es nula, la aceleración del cuerpo será nula, osea que su velocidad seguirá siendo la misma (magnitud, dirección y sentido).

    2. LEY DE LAS FUERZAS

          Explica lo que ocurre cuando la fuerza resultante sobre un cuerpo NO es nula. Lo que Newton observó era que mientras que una fuerza esté siendo aplicada a un cuerpo, éste experimentaba un cambio en su velocidad, osea, era acelerado. Newton observó que a medida que aumentaba la magnitud de la fuerza, la aceleración era mayor y por el contrario, cuando disminuía la magnitud de la fuerza, lo mismo ocurría con la aceleración del cuerpo. Ahora, cuando la masa del objeto era mayor, resultaba que la aceleración decrecía un tanto, y por el contrario, cuando la masa era menor, la aceleración aumentaba. De esa manera, Newton elaboró su segunda Ley: "La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre el e inversamente proporcional a su masa".


        , o en su forma más común:  F = m a

          Note que esta ley puede llevarnos a la primera. Si hacemos que la fuerza que actua sobre el cuerpo sea cero, no habrá aceleración, y por lo tanto la velocidad del objeto será invariable, como lo indica la Primera Ley. Es necesario acotar que esta no es la forma en la que Newton expresó exactamente esta Ley, éste lo describió en terminos de la tasa de cambio del momento lineal con el tiempo, es decir:


      ,     donde p = m v , es el momento lineal del cuerpo en cuestión.

          Esta otra relación también nos lleva a la Primera ley de Newton si hacemos F = 0, ya que en tal caso p sería una constante en el tiempo y por consiguiente tambien v lo será.

    3. LEY DE LA ACCION - REACCION

          Esta ley establece que "si dos cuerpos interactúan, la fuerza ejercida sobre el cuerpo 1 por el cuerpo 2 es igual y opuesta a la ejercida sobre el cuerpo 2 por el cuerpo 1". Lo que es equivalente a decir que las fuerzas siempre ocurren en pares, no puede existir una fuerza individual