Las leyes de newton que rigen la estatica

INTRODUCCION

Isaac Newton formuló y desarrolló una potente teoría acerca del movimiento, según la cual las fuerzas que actúan sobre un cuerpo producen un cambio en el movimiento de dicho cuerpo.
Newton basó su teoría en unos principios que conocemos como las tres leyes de Newton del movimiento y mostró cómo su aplicación coherente, asociada a leyes de fuerzas como su propia ley de GravitaciónUniversal, daba cuenta satisfactoria de muchos movimientos importantes, tanto de cuerpos celestes como planetas, cometas y satélites, como de objetos de toda suerte en la tierra.
La teoría newtoniana del movimiento es, sin duda, uno de los más notables logros del pensamiento humano. Interesa a físicos, a ingenieros que cotidianamente la aplican, a filósofos, a historiadores. La teoría newtonianaha sido presentada en términos matemáticos que han evolucionado con los tiempos y su aplicación se ha extendido a una inaudita variedad de movimientos. Algunos de sus conceptos, como el espacio, el tiempo, la inercia, la fuerza, plantean interrogantes profundos y complejos acerca de la naturaleza del mundo físico. El estudio de la teoría newtoniana del movimiento se conoce como MecánicaNewtoniana o Mecánica Clásica, aunque este último nombre suele denotar formulaciones matemáticas alternas, muy elaboradas.

A través de los años se han venido empleando distintos sistemas de unidades para expresar los valores de ciertas cantidades que intervienen en mecánica y en otros campos. Desde hace poco se ha adoptado prácticamente en todo el mundo del Sistema Internacional de Unidadesabreviadamente SI, para todos los trabajos científicos y de ingeniería; principalmente Inglaterra y aquellos otros países que no seguían el sistema métrico.

LAS LEYES DE NEWTON QUE RIGEN LA ESTATICA

1.1. Primera ley de Newton. Ley de inercia. “Todo cuerpo permanece en su estado de reposo, o de movimiento uniforme en línea recta, excepto si sobre él actúan fuerzas”. De modo muy similar enunció Newtonsu primera ley.

En otros términos, podríamos decir: “Un cuerpo sobre el cual no actúan fuerzas, se mueve con V ⃗constante”. “No actúan fuerzas” quiere decir que la fuerza neta o resultante es nula y así, sobre el cuerpo pueden actuar varias fuerzas pero su suma vectorial es cero. Si el vector velocidad es constante, su dirección es constante y el movimiento es rectilíneo, y su magnitud también yel movimiento es uniforme. El reposo es sólo un caso particular, V ⃗ = 0. Más aún, al hablar de una única velocidad, se está hablando de un cuerpo puntual, de una partícula.

Pero la dificultad, el punto crucial de la primera ley está en esto: ¿respecto a cuál marco de referencia se mide esa velocidad? Y éste es un serio problema, ya que un mismo cuerpo puede estar en reposo respecto a uncierto marco de referencia y moviéndose aceleradamente respecto a otro y entonces, ¿en cuál marco se aplica la primera ley?, pues en uno se cumpliría y en el otro no. Una aguda y jocosa paráfrasis de la primera ley debida a Sir Arthur Eddington y citada por: A.P. French en su notable “Mecánica Newtoniana”, muestra el problema: “Todo cuerpo continúa en su estado de reposo o de movimiento uniforme enlínea recta, excepto si no lo hace”.

Suele aceptarse que el contenido real de la primera ley es la aseveración de la existencia de unos marcos de referencia especiales, llamados marcos inerciales de referencia, que son precisamente los marcos de referencia en los cuales se cumple la ley de inercia. Un enunciado de la primera ley podría ser algo así: Existen ciertos marcos de referencia, llamadosinerciales, respecto a los cuales un objeto, sobre el cual la fuerza neta es nula, se mueve con V ⃗ constante.

Del concepto de velocidad relativa puede verse inmediatamente que si un determinado marco de referencia es inercial, cualquier otro marco que se traslade con vector velocidad constante respecto al primero, será también inercial. Consideremos, por ahora, un marco de referencia fijo a...