Diferencia entre revisiones de «Leyes de Newton»
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== Las leyes ==
=== Primera ley de Newton o ley de la [[inercia]] ===
La primera ley del movimiento echa abajo la idea aristotélica de que un cuerpo solo puede mantenerse en movimiento si se le aplica una fuerza. Newton, por el contrario, expone que
{{cita|Todo cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser en tanto que sea obligado por fuerzas impresas a cambiar su estado.<ref>Isaac Newton, extractos de ''Principios matemáticos de la filosofía natural'', traducción de Eloy Rada García, en ''A hombros de gigantes. Las grandes obras de la física y la Astronomía'', Crítica, Barcelona, 2003; apud. ''Newton. Vida, pensamiento y obra'', pág. 199.</ref>}}
Esta ley postula, por tanto, que un cuerpo no puede cambiar por sí solo su estado inicial, ya sea en reposo o en [[movimiento rectilíneo uniforme]], a menos que se aplique una ''fuerza neta'' sobre él. Newton toma en cuenta, así, el que los cuerpos en movimiento están sometidos constantemente a fuerzas de roce o fricción, que los frena de forma progresiva, algo novedoso respecto de concepciones anteriores que entendían que el movimiento o la detención de un cuerpo se debía exclusivamente a si se ejercía sobre ellos una fuerza, pero nunca entendiendo como esta a la fricción.
Consecuentemente, un cuerpo con movimiento rectilíneo uniforme implica que no existe ninguna fuerza externa neta o, dicho de otra forma, un objeto en movimiento no se detiene de forma natural si no se aplica una fuerza sobre él. En el caso de los cuerpos en reposo, se entiende que su velocidad es cero, por lo que si esta cambia es porque sobre ese cuerpo se ha ejercido una fuerza neta.
=== Segunda ley de Newton o ley de fuerza ===
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Si sobre el cuerpo actúan muchas fuerzas, habría que determinar primero el vector suma de todas esas fuerzas. Por último, si se tratase de un objeto que cayese hacia la tierra con un resistencia del aire igual a cero, la fuerza sería su peso, que provocaría una aceleración descendente igual a la de la gravedad.
=== Tercera Ley de Newton o Ley de acción y reacción ===
{{cita|Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria: o sea, las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en direcciones opuestas.<ref>Isaac Newton, extractos de ''Principios matemáticos de la filosofía natural'', cit., pág. 199.</ref>}}
La tercera ley expone que por cada fuerza que actúa sobre un cuerpo, éste realiza una fuerza de igual intensidad y dirección pero de sentido contrario sobre el cuerpo que la produjo. Dicho de otra forma, las fuerzas siempre se presentan en pares de igual magnitud, sentido opuesto y están situadas sobre la misma recta. Este principio presupone que la interacción entre dos partículas se propaga instantáneamente en el espacio (lo cual requeriría velocidad infinita), y en su formulación original no es válido para fuerzas electromagnéticas puesto que estas no se propagan por el espacio de modo instantáneo sino que lo hacen a velocidad finita "c".
Es importante observar que este principio de acción y reacción relaciona dos fuerzas que no están aplicadas al mismo cuerpo, produciendo en ellos aceleraciones diferentes, según sean sus masas. Por lo demás, cada una de esas fuerzas obedece por separado a la segunda ley.
Junto con las anteriores, permite enunciar los principios de [[ley de conservación|conservación]] del [[Cantidad de movimiento|momento lineal]] y del [[momento angular]].
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==== Ley de acción y reacción fuerte de las fuerzas ====
En la Ley de acción y reacción fuerte, las fuerzas, además de ser de la misma magnitud y opuestas, son colineales. La forma fuerte de la ley no se cumple siempre. En particular, la [[campo magnético|parte magnética]] de la [[fuerza de Lorentz]] que se ejercen dos partículas en movimiento no son iguales y de signo contrario. Esto puede verse por cómputo directo. Dadas dos partículas puntuales con cargas ''q''<sub>1</sub> y ''q''<sub>2</sub> y velocidades <math>\mathbf{v}_i</math>, la fuerza de la partícula 1 sobre la partícula 2 es:</br>
</br>
:<math>\mathbf{F}_{12}= q_2 \mathbf{v}_2\times \mathbf{B}_1 = \frac{\mu q_2q_1}{4\pi}\ \frac{\mathbf{v}_2\times (\mathbf{v}_1\times\mathbf{\hat{u}}_{12})}{d^2} </math>
</br>
donde ''d'' la distancia entre las dos partículas y <math>\mathbf{\hat{u}}_{12}</math> es el vector director unitario que va de la partícula 1 a la 2. Análogamente, la fuerza de la partícula 2 sobre la partícula 1 es:</br>
</br>
:<math>\mathbf{F}_{21}= q_1 \mathbf{v}_1\times \mathbf{B}_2 = \frac{\mu q_2q_1}{4\pi}\ \frac{\mathbf{v}_1\times (\mathbf{v}_2\times(-\mathbf{\hat{u}}_{12}) )}{d^2} </math>
</br>
Empleando la identidad vectorial <math>\mathbf{a}\times(\mathbf{b}\times\mathbf{c}) = (\mathbf{a}\cdot\mathbf{c})\mathbf{b} - (\mathbf{a}\cdot\mathbf{b})\mathbf{c}</math>, puede verse que la primera fuerza está en el plano formado por <math>\mathbf{\hat{u}}_{12}</math> y <math>\mathbf{v}_1</math> que la segunda fuerza está en el plano formado por <math>\mathbf{\hat{u}}_{12}</math> y <math>\mathbf{v}_2</math>. Por tanto, estas fuerzas no siempre resultan estar sobre la misma línea, aunque son de igual magnitud.
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== Generalizaciones ==
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