Principios de Newton

Te invitamos a descubrir el origen de la mecánica clásica, a través de los principios de Newton.

Isaac Newton, nacido en Inglaterra, es el padre de la mecánica clásica. Introdujo las tres leyes formuladas por él en su libro «Philosophiae Naturalis Principia Mathematica» más conocida como «Principia».

Primera ley de Newton o ley de la inercia:

Todo cuerpo que se encuentre en reposo y sobre el cual no actúe alguna fuerza neta, permanecerá en reposo. Por otra parte, si el cuerpo se encuentra en movimiento a velocidad constante, continuará haciéndolo así.

Analicemos en detalle el enunciado anterior. En términos simples, se refiere a que la aceleración de un cuerpo dependerá del punto de referencia con relación al cual se mide. Sin embargo, se debe tener en consideración que bajo los marcos de referencia con que se evalúa la mecánica clásica, todos los observadores medirían la misma aceleración de un cuerpo en movimiento.

Segunda ley de Newton:

La describiremos en forma de ecuación de la siguiente manera:

Donde la sumatoria de F corresponde a la fuerza neta.

Notemos que si despejamos la aceleración, podemos ver fácilmente que es en magnitud directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre el cuerpo.

Si vamos un poco más allá, podremos apreciar que la primera ley está contenida en la ecuación que describe la segunda ley. Si la fuerza neta es 0, es decir la sumatoria de fuerzas es igual a 0, entonces la aceleración será 0 también y por lo tanto, el cuerpo estará en movimiento constante, tal como señala el primer principio de Newton.

Una manera fácil de visualizar y analizar una situación física que apliquen para la segunda ley de Newton es a través de un diagrama que muestre al cuerpo en cuestión (punto) y las fuerzas que actuán sobre él (vectores). Este diagrama es denominado como diagrama de cuerpo libre.

Tercera ley de Newton:

Cuando dos cuerpos interactúan entre sí, ellos generan fuerzas iguales en magnitud y opuestas en dirección.

Por lo tanto, podemos inferir que si un primer cuerpo ejerce una fuerza sobre un segundo (fuerza de acción), este último generará una fuerza de igual dirección pero en sentido opuesto (fuerza de reacción).

Lo anterior se puede plasmar de la siguiente manera: .

Es correcto aclarar que estas fuerzas actúan sobre cuerpos diferentes, ya que si actuarán sobre un mismo cuerpo, no habría fuerza neta y por ende, no habría un movimiento acelerado.

De manera más didáctica, si vemos el ejemplo de una patada sobre una pelota, el pie ejerce una fuerza de acción sobre la pelota y la pelota ejerce una fuerza de reacción sobre el pie, en igual magnitud pero sentido contrario.