Aplicaciones De Las Leyes De Newton












































































Aplicación de las leyes de Newton

Introducción:

Ya hemos estudiado las leyes de Newton y su significado y las hemos utilizado para el estudiode algunos
problemas que podrían lucir algo académicos. En este material vamos a estudiar algunas aplicaciones que
seguramente le lucirán algo más convencionales (más cercanasa la ingeniería). Para ello debemos
Familiarizarnos con la idea simplificada de fuerza, pero antes quisiéramos contarle un poco lo que nos
Interesa a los físicos y que nos atrevemos a apostar, despertara su curiosidad. Los físicos pensamos en la
naturaleza y nos preocupamos particularmente por estudiar los constituyentes ´últimos de la materia y sus
interacciones mutuas.
Estas inquietudes seremontan desde el punto de vista occidental- a los griegos, siendo Leucipo y
Demócrito quienes sistematizaron la idea de ´átomo como constituyente ´ultimo e indivisible de la materia
aproximadamente en el año 450 AC. Los experimentos más modernos acerca de la materia y las teorías
que pretenden explicarlos apuntan a la existencia de solo tres clases totalmente distintas de particulas,losQuarks y los Leptones forman la materia, mientras que las partículas que pertenecen al
tercer grupo, denominadas colectivamente bosones de intercambio son los responsables de las
interacciones (fuerzas) entre los quarks y leptones. Por otra parte, aparentemente solo existen
tres tipos de fuerzas distintas: fuerza gravitacional, fuerza electro-débil y fuerza fuerte.
Desde el punto de vista de lasinteracciones entre cuerpos macroscópicos, las fuerzas son
siempre de tipo electromagnético, pero ese nivel de detalle en la descripción es totalmente irrelevante,
así que lo que necesitamos es algún modelo simplificado para las fuerzas de interacción
entre cuerpos macroscópicos.






Fuerzas de Contacto I
Las primeras fuerzas a que haremos referencia son las de contacto (una mano que empuja
una cajaes un buen ejemplo de una fuerza de contacto que la mano ejerce sobre la
caja). El contacto entre dos cuerpos se manifiesta en la aparición de fuerzas que se denominan
reacciones o fuerzas de contacto.
Con el fin de tratar un ejemplo explicito que usted mismo pueda experimentar, permítanos
comentar que el sentido del tacto está relacionado con la capacidad de percibir las fuerzas de
contacto entrenuestro cuerpo y los objetos que tocamos. Dicho esto coloque la palma de su
mano justo en frente -pero sin tocar- la superficie de una pared. Si usted entra en contacto
muy suavemente con la pared percibirá la presencia de esta a través del tacto, es decir, por la
aparición de la reacción de la pared sobre su mano Λmp,la tercera ley de Newton establece
que la pared ejerce sobre su mano una fuerza(Λpm) de la misma magnitud dirección y sentido
que Λmp pero de sentido opuesto a esta y que, no nos cansaremos de insistir en esto, no actúa
sobre la pared sino sobre su mano.

Acción a Distancia
La mecánica Newtoniana reconoce la existencia de fuerzas que actúan sin necesidad de que
exista contacto entre los cuerpos. Entre estas, la fuerza que Newton estudio personalmente es
la fuerza degravedad, la fuerza de gravedad de Newton, denominada Gravitación Universal, es
universal en el sentido de que se establece entre cualesquiera par de cuerpos masivos.
Lo que denominamos nuestro peso no es otra cosa que la fuerza gravitacional con que la
tierra atrae a nuestro cuerpo, en la superficie terrestre el peso de un objeto es una fuerza
paralela a la dirección que indica una plomada (quedenominamos: vertical), tiene sentido hacia
la superficie de la tierra y tiene por magnitud mg donde m es la masa del objeto y g ≈ 9,78 m/s
es la aceleración de gravedad.
Cuando un cuerpo de masa m se encuentra a una altura h (en Km) sobre el nivel del mar,
la fuerza gravitacional que la tierra ejerce sobre este está dirigida muy aproximadamente hacia
el centro de la tierra y tiene una magnitud muy...