Leyes Del Movimiento

Las leyes del movimiento
Utilizando los conceptos de fuerza y masa es posible explicar el cambio en el movimiento de las partículas. También es posible explicar porqué algunos cuerpos aceleran más que otros. Las tres leyes básicas del movimiento, las cuales se fundamentan en observaciones experimentales, fueron formuladas por Isaac Newton hace más de tres siglos. Dichas leyes del movimiento sonla base de una de las áreas de la física denominada mecánica clásica y describe la relación entre el movimiento de un cuerpo y las fuerzas que actúan sobre él. Pero se ocupa sólo de objetos que • • Son grandes comparados con las dimensiones de los átomos y Se mueven a velocidades que son mucho menores que la velocidad de la luz.

El concepto de fuerza Cuando se empuja o se jala un objeto seaplica una fuerza sobre él. Se aplica una fuerza cuando se lanza o se patea una pelota. La palabra fuerza se asocia con el resultado de actividad muscular y con cierto cambio en el estado de movimiento de un objeto. Sin embargo, las fuerzas no siempre producen movimiento en un objeto ni siempre tienen relación con alguna actividad muscular. Por ejemplo, si usted está sentado, la fuerza de gravedadactúa sobre su cuerpo, y usted aún sigue inmóvil. Por otro lado, la fuerza de gravedad no tiene relación con alguna actividad muscular, puesto que es producida por la tierra. ¿Qué fuerza (si hay alguna) hace que una estrella distante viaje libremente por el espacio? Newton respondió preguntas de este tipo estableciendo que el cambio en la velocidad de un objeto es causado por fuerzas. En consecuencia,si un objeto se mueve con velocidad constante, no es necesaria ninguna fuerza para mantener ese movimiento. Puesto que sólo una fuerza puede producir un cambio en la velocidad, se considera la fuerza como aquello que ocasiona que un cuerpo se acelere. Fuerzas de contacto Si jalamos un resorte, como en la figura 1a; éste se alarga. Si se jala lo suficientemente fuerte un carro para superar lafricción, como en la figura 1b, el carro se mueve. Cuando un balón de fútbol se patea, como en la figura 1c, el balón se deforma y se pone en movimiento. Todos estos son ejemplos de fuerzas de contacto. Es decir, representan el resultado del contacto físico entre dos objetos. Otros ejemplos de fuerzas de contacto incluyen la fuerza ejercida por las moléculas de gas sobre las paredes de un recipiente yla fuerza ejercida por nuestro pie sobre el suelo.

99

Fuerzas de contacto

Fuerzas de campo-- -

Figura 1. Fuerzas de campo Las fuerzas que no implican contacto físico entre dos objetos pero que actúan a distancia, se conocen como fuerzas de campo. La fuerza de la atracción gravitacional entre dos objetos es un ejemplo de esta clase de fuerza, La fuerza gravitacional mantiene losobjetos pegados a la Tierra y origina lo que comúnmente llamamos el peso de un objeto. Otro ejemplo común de una fuerza de campo es la fuerza eléctrica que una carga ejerce sobre otra. Estas cargas podrían ser un electrón y un protón formando un átomo de hidrógeno. Un tercer ejemplo de una fuerza de campo es la fuerza que un imán de barra ejerce sobre un pedazo de hierro, Michael Faraday (1791-1867)introdujo el concepto de campo. Según este enfoque, cuando una masa m1 se sitúa en algún punto cerca de una masa m2, se puede decir que ambas masas interactúan mediante el campo gravitacional que ambas generan. El campo generado por la masa m2 esta presente en el lugar donde esta m1. Del mismo modo, hay un campo en la posición de m2 creado por m1. En efecto, todos los objetos crean un campogravitacional en el espacio alrededor de ellos.

100

La distinción entre fuerzas de contacto y fuerzas de campo no es tan tajante como la exposición anterior nos haría pensar. De hecho, todas las fuerzas que clasificamos como de contacto se originan como consecuencia de fuerzas (de campo) eléctricas repulsivas del tipo ilustrado en la figura 1e. A pesar de ello, al desarrollar modelos para...