LEYES DE NEWTON UN LEGADO A LA CIENCIA

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Cuando hablamos de Newton, son muchos aportes a la ciencia, que hoy por hoy está tan vigentes como si fue ayer que se descubrieron, ya que su filosofía de científico era la manera en la que entendemos la vida y el universo.

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Isaac Newton (1642-1727), fuente de imagen de dominio de wikimedia commons.


Las leyes que explican el movimiento de un cuerpo fueron descriptas por Isaac Newton en 1687. Ellas dan una descripción tan exacta del por qué se mueven los cuerpos que se constituyen en una teoría fundamental de la Mecánica Clásica.

El estudio o el abordaje de estas leyes describiendo el Principio de acción-reacción que generalmente se denomina tercera ley de Newton, ya que presenta elementos para abordar el concepto de fuerza como interacción. Analizando las condiciones para que un cuerpo u objeto esté en equilibrio en aquellos cuerpos que están quietos o que se mueven a velocidad constante.

Que nos dice la tercera ley de Newton
La acción de una fuerza actuando sobre un objeto revela siempre la interacción entre dos cuerpos. Newton comprendió que una fuerza no es algo aislado sino parte de una acción mutua, es decir, de una interacción entre una cosa y otra; por lo tanto no es posible la existencia de una fuerza aislada.

Siempre que un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro, el segundo ejerce sobre el primero una fuerza igual y opuesta. Dentro esta teoría se estableció esta característica de las fuerzas en la tercera ley del movimiento, también conocida como la ley de Acción y Reacción.

Quedando de manera más simplificada y técnica, si dos cuerpos interactúan, la fuerza ejercida por el cuerpo 1 sobre el cuerpo 2 (F1,2), tiene el mismo módulo, la misma dirección y sentido opuesto a la fuerza ejercida por el cuerpo 2, sobre el cuerpo 1 (F2,1).

Podemos expresar esta ley como:

F1,2 = - F2,1

Les explico lo siguiente, donde el primero de los subíndices hace referencia al cuerpo que ejerce la fuerza y el segundo subíndice, que se coloca después de la coma, indica sobre qué cuerpo actúa la fuerza.

Hay que tomar en cuenta que las fuerzas F1,2 y F2,1 actúan sobre cuerpos diferentes. F1,2, es la interacción que realiza el cuerpo 1 sobre el cuerpo 2, esta fuerza actúa sobre el cuerpo 2. Por otra parte, F2,1, es la interacción que realiza el cuerpo 2, sobre el cuerpo 1, esta fuerza actúa sobre el cuerpo 1.

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Imagen elaborada por @centaurox


Las dos fuerzas que intervienen en toda interacción entre dos cuerpos reciben el nombre de acción y reacción. Esta denominación no significa que una de las fuerzas pueda considerarse la causa y la otra el efecto de la interacción analizada, lo que quiere es dar a conocer de manera educativa, de forma general se utiliza la denominación acción, para hacer referencia a la fuerza que actúa en el objeto.

Las características de las fuerzas acción y reacción:
1.- Surgen de la misma interacción
2.- Tienen igual módulo.
3.- Tienen igual dirección.
4.- Tienen sentido opuesto.
5.- Actúan sobre cuerpos diferentes.
6.- Actúan simultáneamente.


Que nos dice la segunda ley de Newton
La segunda ley de Newton nos permite explicar que le sucede a un objeto cuando la suma de las fuerzas que actúan sobre él no es igual a cero.
Esta ley nos describe lo siguiente, Un objeto sobre el cual actúa una fuerza neta, tiene una aceleración ( a).

El vector a tiene la misma dirección de la fuerza neta y su módulo es igual al cociente entre la fuerza neta y la masa del objeto (m).

La fuerza neta o fuerza resultante (R), que se puede considerar que actúa sobre el cuerpo es:

R = F1 + F2

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Imagen elaborada por @centaurox


La resultante (R), de la suma vectorial de todas las fuerzas, que actúan sobre un cuerpo o fuerza neta es igual al producto de la masa del cuerpo, por la aceleración que actúa sobre él.

Tenemos que:
R = Σ F = Fuerza neta

Fuerza neta = m a

Algo que debemos saber, como dato importante es la aceleración, que actúa sobre un cuerpo es una magnitud vectorial y se expresa como el cambio del vector velocidad de dicho cuerpo, en un intervalo de tiempo. a = Δv/Δt.


Que nos dice la primera ley de Newton
Uno de los efectos de una fuerza es modificar el estado de movimiento de un cuerpo. Este movimiento puede considerarse compuesto por movimientos de traslación y rotación, en el caso más general, una única fuerza que actúa sobre un cuerpo produce cambios en su movimiento de traslación y de rotación.

Tomando en cuenta si son varias las fuerzas, que actúan sobre el cuerpo, sus efectos pueden compensarse, por lo tanto no existirá cambio en su movimiento, ni de traslación ni de rotación. Decimos entonces que el sistema está en equilibrio si cumple las siguientes condiciones:
a) el cuerpo en su conjunto permanece en reposo o se mueve a velocidad constante.
b) el cuerpo no gira o lo hace a velocidad constante.

La primera condición de equilibrio asegura que el cuerpo debe tener equilibrio de traslación y la segunda afirma el equilibrio de rotación, la afirmación de que un cuerpo está en equilibrio cuando, se cumplen estas dos condiciones es la esencia de la primera ley de Newton. Un aporte muy fundamenta en lo se puede comprender de esta ley, para que un cuerpo permanezca en reposo o se mueva a velocidad constante, es necesario que la suma vectorial de todas las fuerzas, que actúan sobre él sea igual a cero.

Recodemos que F1 y F2, si las fuerzas tienen el mismo módulo y dirección, siendo sus sentidos opuestos, es decir:

F2 = - F1

Entonces la fuerza neta que actúa sobre el cuerpo o fuerza resultante (R) es cero.

R = F1 + F2

R = 0

Cuando un cuerpo está en equilibrio, la fuerza resultante obtenida al sumar todas las fuerzas que actúan sobre él es cero, aunque sobre el cuerpo actúen más de dos fuerzas.

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Imagen elaborada por @centaurox


En términos generales podemos expresar
R = Σ F = F1 + F2 + ………+ Fn = 0

Donde el símbolo Σ representa la suma de todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo estudiado, teniendo en cuenta las componentes de cada fuerza que están en la misma dirección, podemos sumar las fuerzas en la dirección de x e y

Σ Fx = 0

Σ Fy = 0

Hooke fue quien sugirió a Newton, que lo que mantiene a los planetas en una órbita, alrededor del sol, es una fuerza centrípeta (hacia el centro), que los desvía de su tendencia a seguir en línea recta.
Isaac Newton: el inglés de la manzana - Página 65 por Bram de Swaan - 1999.


Gracias a todos estos aportes y leyes, permitieron varios descubrimientos, que formaron la base de la física tal como la conocemos hoy. En la filosofía de Newton, es quizás más conocido por la famosa anécdota de la manzana que cayó desde un árbol y le reveló la Teoría de la Gravedad, de tal manera llego a la conclusión de que un objeto, no se mueve a menos que se le aplique fuerza.

Es importante conocer y difundir que la matriz primordial fue la ley de gravitación universal de Newton, con el tiempo fue reemplazada, por la teoría de la relatividad general de Einstein.

En su momento histórico, invento el telescopio de espejos en 1672 y dejo la base del análisis espectral.

Aparte del campo de la física también dejó un legado muy importante en el campo de la Matemática, en referencia al problema de la geometría analítica de las curvaturas, con sus teorías de “método de fluxiones” y “método inverso de fluxiones”, de lo cual pública su libro” Principia de argumentos geométricos análogos”.

También sus leyes sirvieron, para la conquista del espacio, y el sistema de navegación usado por la nasa.

Fuente bibliográfica
Isaac Newton: obra y contexto: una introducción - Página 211 por José Granés Sellarés - 2005.
Isaac Newton: el inglés de la manzana - Página 65 por Bram de Swaan - 1999.

Isaac Newton: La gravitación universal por 50Minutos.es - 2016.

pies de articulo centaurox.jpg

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