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C A P Í T U L O

Capítulo 3 Movimiento rectilíneo

4

Segunda ley
de Newton

Efraín López muestra que
cuando dos fuerzas se
equilibran en cero, no hay
aceleración.

Segunda ley de Newton

E

n el capítulo 2 estudiamos el concepto de equilibrio mecánico, ⌺F = 0, donde
las fuerzas están en equilibrio. En este capítulo veremos lo que sucede cuando
las fuerzas no están en equilibrio, es decir,cuando las fuerzas netas no son iguales a
cero. La fuerza neta de un balón de fútbol sóquer que se patea, por ejemplo, es mayor
que cero, y el movimiento del balón cambia de manera abrupta. Su trayectoria en el
aire no es rectilínea, sino curva y hacia abajo debido a la gravedad; de nuevo tenemos
un cambio en el movimiento. La mayoría del movimiento que vemos sufre cambios. En
este capítulo veremoslos cambios en el movimiento: el movimiento acelerado.
En el capítulo anterior aprendimos que la aceleración determina qué tan rápido
cambia el movimiento. Específicamente, es el cambio de velocidad durante cierto intervalo de tiempo. Recuerda la definición de aceleración:
cambio de velocidad
Aceleración ϭ ᎏᎏᎏ
intervalo de tiempo
Ahora nos enfocaremos en lo que causa la aceleración: la fuerza.

Lafuerza causa aceleración

FIGURA 4.1
Patea el balón y éste
acelera.

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Considera un disco (puck) de hockey que está en reposo sobre el hielo. Si le aplicas una fuerza, entonces comienza a moverse y acelera. Cuando el palo (stick) de
hockey ya no lo está impulsando, el disco se mueve a velocidad constante. Si se
aplica otra fuerza que golpee al disco, otra vez, el movimiento cambia. Laaceleración es causada por la fuerza.
A menudo hay más de una fuerza que actúa sobre un objeto. Es decir, pueden intervenir varias fuerzas. Del capítulo 2 recuerda que la suma de fuerzas que
actúan sobre un objeto es la fuerza neta. La aceleración depende de la fuerza neta.
Para incrementar la aceleración de un objeto, debes aumentar la fuerza neta que
actúa sobre éste. Si aplicas el doble de fuerza neta,su aceleración será del doble;
si aplicas el triple de fuerza neta, se triplicará la aceleración; y así sucesivamente.
Decimos que la aceleración producida es directamente proporcional a la fuerza
neta que actúa sobre él y se escribe así:
Aceleración ~ fuerza neta,

Capítulo 4 Segunda ley de Newton

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El símbolo ~ quiere decir “es directamente proporcional a”. Entonces, cualquier
cambio en unaproduce la misma cantidad de cambio en la otra.
La fuerza causa aceleración

EXAMÍNATE
1. Estás empujando una caja que está sobre un suelo liso, y acelera. Si aplicas
cuatro veces esa fuerza neta, ¿cuánto aumentará la aceleración?
2. Si empujas con la misma fuerza incrementada sobre la misma caja, la cual se
desliza en un suelo muy áspero, ¿cómo se comparará la aceleración con la que
hubo en elsuelo liso? (¡Piensa antes de leer la respuesta más adelante!)

Fricción

La fuerza de la
mano acelera
el ladrillo

Si la fuerza es del
doble, la aceleración
también es el doble

Si la fuerza es del
doble y la masa es
del doble se produce
la misma aceleración

Cuando las superficies de dos objetos se deslizan entre sí o tienden a hacerlo,
actúa una fuerza de fricción o rozamiento. Cuando aplicas unafuerza a un objeto, por lo general, una fuerza de fricción reduce la fuerza neta y la aceleración
que resulta. La fricción se debe a las irregularidades en las superficies que están
en contacto mutuo, y depende de los materiales y de cuánto se opriman entre sí.
Hasta las superficies que parecen muy lisas tienen irregularidades microscópicas
que estorban el movimiento. Los átomos se adhieren entresí en muchos puntos
de contacto. Cuando un objeto se desliza contra otro, debe subir sobre los picos de
las irregularidades, o se deben desprender los átomos por la fricción. En cualquiera de los casos se requiere una fuerza.
La dirección de la fuerza de fricción siempre es opuesta al movimiento. Un
objeto que se deslice de bajada por un plano inclinado está sometido a una fricción dirigida de...