Las tres leyes de Newton para entender el movimiento | Colegio Del Valle

Las tres leyes de Newton son fundamentales en la física clásica y constituyen la base para entender el movimiento de los objetos en el mundo. Este postulado explica cómo las fuerzas afectan el movimiento de los cuerpos, y su conocimiento es esencial para estudiar desde el movimiento de un automóvil hasta los desplazamientos de los planetas. 

Explora este tema, sus implicaciones y algunos ejemplos prácticos para ilustrar cómo se manifiesta en la vida diaria; sigue leyendo. 

¿Qué dicen las tres leyes de Newton?

También conocidas como las tres leyes del movimiento, formuladas por el brillante físico y matemático inglés Isaac Newton en el siglo XVII, representan la base de la mecánica clásica. Publicadas en su obra monumental Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica en 1687, estas leyes no solo describen cómo los objetos se mueven en respuesta a las fuerzas, sino que también establecieron los fundamentos para la comprensión moderna del universo físico, influyendo profundamente en campos que van desde la ingeniería hasta la astronomía.

1. Primera Ley de Newton (Ley de la inercia)

Postula que un cuerpo en reposo permanecerá en reposo, y un cuerpo en movimiento continuará en movimiento con una velocidad constante (es decir, con la misma rapidez y en la misma dirección) en línea recta, a menos que una fuerza externa neta actúe sobre él. 

Este principio desafió las concepciones aristotélicas predominantes en la época, que sostenían que los objetos requerían una fuerza constante para mantener el movimiento. Galileo Galilei ya había comenzado a explorar la idea de inercia, pero Newton la formalizó como una ley fundamental. La inercia es la resistencia de un objeto a cambiar su estado de movimiento; cuanto mayor sea la masa de un objeto, mayor será su inercia. Un ejemplo cotidiano es el de un pasajero en un autobús que frena bruscamente: el pasajero tiende a moverse hacia adelante debido a su inercia.

2. Segunda Ley de Newton (Ley de fuerza y aceleración)

La segunda ley de Newton establece una relación cuantitativa entre la fuerza, la masa y la aceleración de un objeto. Declara que la aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta aplicada sobre él e inversamente proporcional a su masa. Esto se expresa matemáticamente con la ecuación:

F=m⋅a

Donde F representa la fuerza neta (medida en Newtons), m es la masa del objeto (medida en kilogramos, kg) y a es la aceleración resultante (medida en metros por segundo al cuadrado, m/s²). 

Esta ley es importante para analizar el comportamiento dinámico de los objetos. Permite calcular cómo cambia la velocidad de un objeto bajo la influencia de una o varias fuerzas, o determinar la fuerza necesaria para producir una aceleración deseada en un objeto con una masa específica. Por ejemplo, si se aplica la misma fuerza a una canica y a una bola de boliche, la canica, al tener menor masa, experimentará una aceleración mucho mayor.

3. Tercera Ley de Newton (Ley de acción y reacción)

A menudo citada como la ley de acción y reacción (incluso fuera del campo de la física), afirma que por cada acción, siempre hay una reacción de igual magnitud y en dirección opuesta. Esto significa que las fuerzas siempre ocurren en pares, es decir, cuando un objeto ejerce una fuerza sobre un segundo objeto (la acción), el segundo objeto simultáneamente ejerce una fuerza de igual magnitud pero en sentido contrario sobre el primer objeto (la reacción). 

Es importante destacar que estas fuerzas actúan sobre objetos diferentes y, por lo tanto, no se anulan mutuamente. Ejemplos claros de esta ley abundan en el mundo: cuando un nadador empuja el agua hacia atrás (acción), el agua lo impulsa hacia adelante (reacción); cuando un cohete despega expulsando gases a alta velocidad hacia abajo (acción), los gases a su vez empujan el cohete hacia arriba (reacción); o incluso al caminar, se “empuja” el suelo hacia atrás, y el suelo impulsa hacia adelante.

En conjunto, las tres leyes de Newton forman un sistema coherente que permite a los científicos predecir y explicar una vasta gama de fenómenos físicos, desde el movimiento de los planetas alrededor del sol hasta el funcionamiento de la maquinaria más compleja, transformando para siempre la comprensión del movimiento y las interacciones en el universo.

Otros ejemplos de las tres leyes de Newton

1. Cuando una bicicleta en movimiento continúa su trayectoria por un tiempo, incluso después de que se ha dejado de pedalear. Este es un ejemplo clásico de la primera ley de Newton: los objetos en movimiento tienden a seguir moviéndose a menos que una fuerza externa (en este caso, los frenos) actúe sobre ellos.
2. Imagina dos carritos de juguete, uno más pesado que el otro. Si se empujan ambos con la misma fuerza, el carrito más ligero acelerará más rápido que el más pesado. Esto se debe a la segunda ley de Newton: la aceleración es inversamente proporcional a la masa. Cuanto mayor es la masa de un objeto, menor será su aceleración para una misma fuerza aplicada.
3. Al caminar por la playa, con cada paso, los pies ejercen una fuerza hacia adelante, a la vez que empujan la arena hacia atrás. En este caso, la acción de empujar hacia abajo la arena provoca una reacción en la que los pies dejan huella en la superficie.

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Fuentes de consulta: 

1. https://www1.grc.nasa.gov/beginners-guide-to-aeronautics/newtons-laws-of-motion/ 
2. https://www.ejemplos.co/12-ejemplos-de-la-tercera-ley-de-newton/