Leyes de niutown

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PRIMERA LEY DE NEWTON O LEY DE LA INERCIA
LA PRIMERA LEY DEL MOVIMIENTO REBATE LA IDEA ARISTOTÉLICA DE QUE UN CUERPO SÓLO PUEDE MANTENERSE EN MOVIMIENTO SI SE LE APLICA UNA FUERZA. NEWTON EXPONE QUE:
TODO CUERPO PERSEVERA EN SU ESTADO DE REPOSO O MOVIMIENTO UNIFORME Y RECTILÍNEO A NO SER QUE SEA OBLIGADO A CAMBIAR SU ESTADO POR FUERZAS IMPRESAS SOBRE ÉL.5
ESTA LEY POSTULA, POR TANTO, QUE UNCUERPO 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 O UNA SERIE DE FUERZAS CUYO RESULTANTE NO SEA NULO 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 CONCEPCIONESANTERIORES 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.
EN CONSECUENCIA, 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 FUERZASOBRE 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
LA SEGUNDA LEY DEL MOVIMIENTO DE NEWTON DICE QUE
EL CAMBIO DE MOVIMIENTO ES PROPORCIONAL A LA FUERZA MOTRIZ IMPRESA Y OCURRE SEGÚN LA LÍNEA RECTA A LO LARGO DE LA CUAL AQUELLA FUERZA SEIMPRIME.6
ESTA LEY EXPLICA QUÉ OCURRE SI SOBRE UN CUERPO EN MOVIMIENTO (CUYA MASA NO TIENE POR QUÉ SER CONSTANTE) ACTÚA UNA FUERZA NETA: LA FUERZA MODIFICARÁ EL ESTADO DE MOVIMIENTO, CAMBIANDO LA VELOCIDAD EN MÓDULO O DIRECCIÓN. EN CONCRETO, LOS CAMBIOS EXPERIMENTADOS EN LA CANTIDAD DE MOVIMIENTO DE UN CUERPO SON PROPORCIONALES A LA FUERZA MOTRIZ Y SE DESARROLLAN EN LA DIRECCIÓN DE ESTA; ESTO ES,LAS FUERZAS SON CAUSAS QUE PRODUCEN ACELERACIONES EN LOS CUERPOS. CONSECUENTEMENTE, HAY RELACIÓN ENTRE LA CAUSA Y EL EFECTO, ESTO ES, LA FUERZA Y LA ACELERACIÓN ESTÁN RELACIONADAS. DICHO SINTÉTICAMENTE, LA FUERZA SE DEFINE SIMPLEMENTE EN FUNCIÓN DEL MOMENTO EN QUE SE APLICA A UN OBJETO, CON LO QUE DOS FUERZAS SERÁN IGUALES SI CAUSAN LA MISMA TASA DE CAMBIO EN EL MOMENTO DEL OBJETO.
EN TÉRMINOSMATEMÁTICOS ESTA LEY SE EXPRESA MEDIANTE LA RELACIÓN:

DONDE ES LA CANTIDAD DE MOVIMIENTO Y LA FUERZA TOTAL. SI SUPONEMOS LA MASA CONSTANTE Y NOS MANEJAMOS CON VELOCIDADES QUE NO SUPEREN EL 10% DE LA VELOCIDAD DE LA LUZ PODEMOS REESCRIBIR LA ECUACIÓN ANTERIOR SIGUIENDO LOS SIGUIENTES PASOS:
SABEMOS QUE ES LA CANTIDAD DE MOVIMIENTO, QUE SE PUEDE ESCRIBIR M.V DONDE M ES LA MASA DEL CUERPO Y V SUVELOCIDAD.


CONSIDERAMOS A LA MASA CONSTANTE Y PODEMOS ESCRIBIR APLICANDO ESTAS MODIFICACIONES A LA ECUACIÓN ANTERIOR:

QUE ES LA ECUACIÓN FUNDAMENTAL DE LA DINÁMICA, DONDE LA CONSTANTE DE PROPORCIONALIDAD, DISTINTA PARA CADA CUERPO, ES SU MASA DE INERCIA. VEAMOS LO SIGUIENTE, SI DESPEJAMOS M DE LA ECUACIÓN ANTERIOR OBTENEMOS QUE M ES LA RELACIÓN QUE EXISTE ENTRE Y . ES DECIR LARELACIÓN QUE HAY ENTRE LA FUERZA APLICADA AL CUERPO Y LA ACELERACIÓN OBTENIDA. CUANDO UN CUERPO TIENE UNA GRAN RESISTENCIA A CAMBIAR SU ACELERACIÓN (UNA GRAN MASA) SE DICE QUE TIENE MUCHA INERCIA. ES POR ESTA RAZÓN POR LA QUE LA MASA SE DEFINE COMO UNA MEDIDA DE LA INERCIA DEL CUERPO.
POR TANTO, SI LA FUERZA RESULTANTE QUE ACTÚA SOBRE UNA PARTÍCULA NO ES CERO, ESTA PARTÍCULA TENDRÁ UNA ACELERACIÓNPROPORCIONAL A LA MAGNITUD DE LA RESULTANTE Y EN DIRECCIÓN DE ÉSTA. LA EXPRESIÓN ANTERIOR ASÍ ESTABLECIDA ES VÁLIDA TANTO PARA LA MECÁNICA CLÁSICA COMO PARA LA MECÁNICA RELATIVISTA, A PESAR DE QUE LA DEFINICIÓN DE MOMENTO LINEAL ES DIFERENTE EN LAS DOS TEORÍAS: MIENTRAS QUE LA DINÁMICA CLÁSICA AFIRMA QUE LA MASA DE UN CUERPO ES SIEMPRE LA MISMA, CON INDEPENDENCIA DE LA VELOCIDAD CON LA QUE SE MUEVE,...
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