Las 3 Leyes De Newton Del Movimiento 1 1

Capitulo 3: Leyes de Newton
´Indice
1. Las 3 leyes de Newton

2

2. Primera Ley de Newton: Principio de Inercia

2

3. Segunda Ley de Newton: Principio de fuerzas y masas

5

4. Tercera Ley de Newton: Principio de acci´
on y reacci´
on

8

5. Fuerzas Macrosc´
opicas y diagramas de Fuerzas

11

6. Problemas con dos o mas Cuerpos

19

7. Restricciones y sistemas no-inerciales

21

8. InteraccionesFundamentales

24

9. Estructura de la Materia

25

En los cap´ıtulos anteriores discutimos la cinem´atica, pero tambi´en nos dimos cuenta que

cuando manejamos un auto controlamos la aceleraci´
on

por lo tanto es natural describir las leyes de movimiento en relaci´on a la aceleraci´on. Esto es una
observaci´on que tomo 2 mil a˜
nos en tomar forma y el gran aporte de Newton, fue relacionar laaceleraci´on con las Fuerzas.

1

1.

Las 3 leyes de Newton
Las leyes de Newton se dan en sistemas de referencia inerciales.

Primera Ley de Newton: Principio de Inercia Un objeto continua movi´endose con velocidad
constante a menos que act´
ue una fuerza externa. Si el objeto esta en reposo, continuara en reposo
a menos que act´
ue una fuerza externa.

Segunda Ley de Newton: Principio de fuerzas ymasas La aceleraci´on, como vector, de un
objeto es proporcional a la fuerza total que act´
ua sobre el objeto. La constante de proporcionalidad
es la masa,
ma = Fnet =

F

Tercera Ley de Newton: Principio de acci´
on y reacci´
on Si un cuerpo A ejerce una fuerza
FA,B sobre un cuerpo B, entonces el cuerpo B ejerce una fuerza FB,A opuesta y de igual magnitud
sobre el cuerpo A.
FA,B = −FB,A

2.Primera Ley de Newton: Principio de Inercia

Un objeto continua movi´endose con velocidad constante a menos que act´
ue una fuerza externa. Si
el objeto esta en reposo, continuara en reposo a menos que act´
ue una fuerza externa.
Empujemos, por ejemplo, un pedazo de hielo sobre una superficie liza. La pregunta es que le
pasa al pedazo de hielo luego de dejar de empujar?
Antes de Galileo y Newton: sepensaba que para que un cuerpo se mantuviera moviendo, se
necesitaba que se siguiera ejerciendo una fuerza. De alguna manera intuitiva podr´ıamos modelar
esta idea como que la velocidad es proporcional a la fuerza,
v = αF
por lo tanto el pedazo de hielo deber´ıa detenerse inmediatamente al dejar de empujar. Sabemos
que esto no pasa, y que el pedazo de hielo luego de ser empujado se deslizara sobrela superficie
por una buena distancia.
Galileo y Newton: Galileo, y luego Newton, reconocieron que exist´ıa una fuerza de fricci´on que
frenaba el movimiento del pedazo de hielo. Esta fuerza de fricci´on de alguna manera fue lo que
despisto a los investigadores anteriores. Las observaciones mas importantes son que
2

1. Si la fricci´on es reducida, entonces la desaceleraci´on es tambi´enreducida
2. Galileo argumento que si pudi´eramos remover todas las fuerzas, incluyendo la fricci´on, entonces la velocidad de un objeto nunca cambiar´ıa. Esta es una propiedad de la materia que se le
denomina inercia
Newton utilizo estas observaciones al establecer su primera ley de la din´amica.
Es importante notar que en el enunciado de Galileo existe la posibilidad de que la velocidad
del objeto seacero. Pero la velocidad de un objeto depende del sistema de referencia que estemos
usando, por ejemplo vimos anteriormente como se relaciona la velocidad en diferentes sistemas de
referencia
va,c = va,b + vb,c
por lo tanto tenemos que notar que este principio tiene sentido en ciertos sistemas de referencia que
los llamaremos iniciales. Es mas el principio de inercia define cuales son los sistemasde referencia
inerciales.

Esto es importante. Supongamos que tenemos dos personas, un observador O en la calle y un
pasajero P viajando en el autob´
us. Si el conductor presiona el freno los dos observadores dir´an lo
siguiente
1. El Pasajero: dice que “siente” una aceleraci´on hacia adelante del bus, aunque sabe que no
hay ninguna fuerza actuando sobre el.
2. El Observador: observa que el bus...