ARTICULOS DE LA UNIDAD #4 "LEYES DE NEWTON"

ARTICULO 1:

PRIMERA LEY DE NEWTON

Una de las herramientas fundamentales para comprender nuestro entorno son las leyes de Newton. Estas permitieron dar un paso fundamental en el campo de la Física, explicando las causas del movimiento. En el día de hoy hablaremos sobre la primera ley de Newton, la cual enuncia:

Todo cuerpo permanecerá en reposo o con un movimiento rectilíneo uniforme a no ser que una fuerza actúe sobre él.

Esta primera ley resulta intuitiva en el primero de los casos: "todo cuerpo permanecerá en reposo si no actúa una fuerza sobre él". Parece bastante lógico, ¿no? Pero la segunda parte de la afirmación, donde se asevera que continuará moviéndose parece menos evidente.

LOS CUERPOS TIENDEN A MANTENER SU ESTADO:

Newton no fue el primero en intuir que los cuerpos tendían a mantener su estado si no actúa el entorno, y encontramos precedentes en Leonardo, Galileo, Descartes o Hooke. Si impulsamos un trineo, ¿cuánto tiempo se moverá antes de detenerse? Parece evidente que depende de la superficie sobre la que se mueva. Si la superficie es más lisa, tardará más en detenerse, mientras que si la superficie es más rugosa, tardará menos. Así pues, si se mueve sobre hielo, tardará muchísimo más en detenerse que si rueda sobre gravilla.

Imaginad que conseguimos una superficie más lisa que el hielo, de modo que casi eliminemos el rozamiento. ¿Se detendrá entonces en algún momento? Todo parece indicar que sí, pero ¿cuál es la causa? El aire.

Cuando vamos en una motocicleta a gran velocidad notamos como el aire nos frena, es por eso que para alcanzar mayores velocidades es conveniente agacharse para adoptar una postura más "aerodinámica". De esa manera reducimos el efecto del rozamiento con el aire. Imaginad ahora que lo eliminamos. Ya no habría nada que nos frenase.

La primera ley de Newton nos habla de la tendencia de un cuerpo a mantener su estado de reposo o movimiento.

LA INERCIA:

La tendencia de un objeto para mantener su estado de reposo o de movimiento uniforme en una línea recta se llama inercia. Como resultado la primera Ley de Newton con frecuencia se llama ley de inercia.

RESUMEN: Todo objeto continúa en su estado de reposo o de movimiento uniforme en línea recta, a menos que sea obligado a cambiar ese estado por fuerzas que actúen sobre él.

ECUACIÓN:

A continuación un simulador que nos ayudara a comprender un poco mejor y más explícito lo que es la primera ley de newton.

http://ceres.tucansys.com/sco011/Index.htm?e=27&q=1&d=1

DESCRIPCIÓN: En este simulador nos da la pauta de un objeto de cualquier masa se puede medir u obtener lo que es la normal, el peso y su resultante así como su velocidad, su ángulo, su altura y su radio de curvatura.

IMPORTANCIA: Es importante porque nos permite saber las fuerzas que actúan en un objeto y para donde se puede dirigir.



ARTICULO 2:

SEGUNDA LEY DE NEWTON

Cuando estudiamos la primera ley de Newton vemos que la resultante de la fuerza que actúan es nula este cuerpo se encuentra en reposo un movimiento rectilíneo uniforme.

En cualquiera de estos casos la aceleración del cuerpo es nula. De modo que si:

La dinámica es parte de la mecánica y se encarga de estudiar las fuerzas que intervienen en un movimiento y las leyes que lo rigen a diferencia de la cinemática.

La aceleración que un cuerpo adquiere es directamente proporcional a la resultante de las fuerzas que actúan en él, y tiene la misma dirección y el mismo sentido que dicha resultante.

La Segunda Ley de Newton establece lo siguiente: La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él e inversamente proporcional a su masa.

De esta forma podemos relacionar la fuerza y la masa de un objeto con el siguiente enunciado:

Resumen hasta aquí:

1.    Una fuerza es el nombre que se le da a todo lo que ocasiona un movimiento.

2.    La fuerza más familiar es el peso, la fuerza que empuja hacia abajo a un objeto debido a la gravedad. Por lo tanto podemos medir la fuerza en gramos o en kilogramos, unidades de peso, y liberalmente definir la fuerza como "cualquier cosa que pueda ser contrarrestada mediante el peso" (por ejemplo, la tensión de un resorte).

3.    Las fuerzas pueden ser opuestas o del mismo sentido.

4.    En ausencia de fuerzas opuestas, si ninguna fuerza actúa sobre un objeto en reposo o moviéndose a una velocidad constante, este continúa haciéndolo de manera continua (Primera Ley de Newton).

5.    En ausencia de fuerzas opuestas, si una fuerza actúa sobre un objeto en movimiento o moviéndose a velocidad constante, este se acelera en la dirección de la fuerza.

6.    La aceleración de tal objeto está limitada por su propia resistencia al movimiento, a lo cual Newton le llamó inercia.

7.    Si la resistencia al aire puede ser ignorada, un objeto ligero cae tan rápido con uno del doble de peso. Newton propuso que la razón era que aunque la fuerza de gravedad sobre el objeto más pesado (su peso) era del doble de grande, también lo era su inercia.

En términos actuales, podemos decir que ambos, peso e inercia son proporcionales a la masa del objeto, o sea, la cantidad de materia que contiene.

A continuación un simulador que nos ayudara a comprender un poco mejor y más explícito lo que es la segunda ley de newton.

http://ceres.tucansys.com/sco012/Index.htm?e=27&q=1&d=1

DESCRIPCIÓN: En este simulador podemos observar que una niña está en un ascensor que asciende o desciende según nuestro criterio para poder medir el peso y velocidad y la aceleración con la que baja o sube el ascensor.

IMPORTANCIA: Es importante porque nos permite saber a qué velocidad baja o sube el ascensor dependiendo su aceleración y distancia.


ARTICULO 3:

TERCERA LEY DE NEWTON 

La tercera ley de Newton explica las fuerzas de acción y reacción. Estas fuerzas las ejercen todos los cuerpos que están en contacto con otro, así un libro sobre la mesa ejerce una fuerza de acción sobre la mesa y la mesa una fuerza de reacción sobre el libro. Estas fuerzas son iguales pero contrarias; es decir tienen el mismo modulo y sentido, pero son opuestas en dirección.

Esto significa que siempre en que un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro este también ejerce una fuerza sobre él.

Se nombra fuerza de acción a la que es ejercida por el primer cuerpo que origina una fuerza sobre otro, por lo tanto se denomina fuerza de reacción a la es originada por el cuerpo que recibe y reacciona (De allí el nombre) con esta otra fuerza sobre el primer cuerpo.

¿Pero qué pasa cuando ningún cuerpo origino primariamente la fuerza, como en el ejemplo del libro sobre la mesa? Cualquiera puede ser denominada fuerza de acción y obviamente a la otra se le denominará como fuerza de reacción.

EJEMPLOS: En la siguiente imagen se encuentran cinco ejemplos más de las fuerzas de acción y reacción:

• La fuerza que ejerce la bala sobre la pistola y la que ejerce la pistola sobre la bala provocando el disparo de esta.

• La fuerza que ejerce el avión sobre el aire, provoca que el aire reaccione sobre el avión provocando el desplazamiento de este.

• La fuerza del misil hacia el aire y la del aire sobre el misil provoca el movimiento del misil.

• La fuerza que la mano ejerce sobre la mesa y la que esta ejerce de vuelta no da como resultado el movimiento debido a que las fuerzas son muy leves como para provocarlo.

• La fuerza que ejerce el remo sobre el muelle no es suficiente como para moverlo pero la fuerza de reacción del muelle si es suficiente como para mover al remo hacia atrás, llevando al hombre hacia atrás, por lo que el bote es arrastrado hacia atrás.

La tercera ley de Newton establece que: Siempre que un objeto ejerce una fuerza sobre otro objeto, el segundo objeto ejerce sobre el primero una fuerza igual y en sentido opuesto.

Una de las fuerzas se llama fuerza de acción y la otra, fuerza de reacción. No importa a cuál de ellas llamemos acción y a cuál reacción. Lo importante es que ambas son partes de una sola interacción y que ninguna de las dos existe sin la otra. Las fuerzas tienen la misma intensidad y sentidos opuestos. La tercera ley de Newton se suele enunciar como: "a toda acción le corresponde una reacción de igual magnitud y en sentido contrario".

En toda interacción las fuerzas se dan por pares. Por ejemplo, tú interactúas con el piso cuando caminas sobre él. Empujas al piso y éste te empuja al mismo tiempo. De forma análoga, los neumáticos de un auto interactúan con el pavimento para producir el movimiento del vehículo. Los neumáticos empujan el pavimento y éste empuja simultáneamente los neumáticos. Cuando nadas interactúas con el agua. Tú empujas el agua hacia atrás y el agua te impulsa hacia adelante. En cada interacción participan dos fuerzas. Observa que en estos ejemplos las interacciones dependen de la fricción.

Por ejemplo, es probable que una persona que intenta caminar sobre el hielo, donde la fricción es mínima, no consiga ejercer una fuerza de acción contra el hielo. Sin la fuerza de acción no puede haber una fuerza de reacción, y sin ésta no se produce un movimiento de avance.

A continuación un simulador que nos ayudara a comprender un poco mejor y más explícito lo que es la primera ley de newton.

http://ceres.tucansys.com/sco013/Index.htm?e=27&q=1&d=1

DESCRIPCIÓN: En este simulador nos permite observar las fuerzas de fricción como es la estática y la dinámica así como la masa de su objeto respectivo ya que se pueden observar las fuerzas aplicadas sobre el bloque.

IMPORTANCIA: Es importante porque nos permite saber todas y cada una de las fuerzas que actúan sobre el objeto y las fuerzas aplicadas sobre el plano.