Leyes Del Movimiento

El Spirit of Akron es una aeronave que
mide más de 60 m de largo. Cuando
está estacionada en el aeropuerto, una
persona puede sostenerlo fácilmente
sobre su cabeza con sólo una mano. No
obstante, resulta imposible, incluso para
un adulto muy fuerte, mover la nave de
manera repentina. ¿Qué propiedad de
esta curiosa nave hace tan difícil
provocar un cambio súbito en su
movimiento? (Cortesía deEdward E Ogden)

web
Para mayor información sobre la aeronave, visite
httP://www.goodyear.com/about/blimp

cap í t ato

Las leyes del movimiento

'erutes del capítulo
5.1 El concepto de fuerza
5.2 Primera ley de Newton y marcos
inerciales
5.3 Masa
5.4 Segunda ley de Newton

110

5.5 La fuerza de gravedad y el peso
5.6 Tercera ley de Newton
5.7 Algunas aplicaciones de las leyes
de Newton
5.8 Fuerzas defricción

5.1 El concepto de fuerza

n los capítulos 2 y 4 se describió el movimiento en términos de desplazamiento,
velocidad y aceleración sin considerar qué puede causarlo. ¿Qué puede provocar que una partícula permanezca en reposo y otra acelere? En este capítulo
se investigarán las causas de los cambios en el movimiento. Los dos factores principales que es necesario considerar son lasfuerzas que actúan sobre un objeto y sobre
la masa de éste. Se analizarán las tres leyes básicas del movimiento, formuladas hace
más de tres siglos por Isaac Newton, que tienen relación con las fuerzas y las masas.
Una vez comprendidas dichas leyes podrán resolverse preguntas tales como, "¿qué
mecanismo cambia el movimiento?" y "¿por qué algunos objetos aceleran más que
otros?".

E

Mb> EL CONCEPTO DEFUERZA
A partir de las experiencias cotidianas todos comprenden, así sea de manera simple,
el concepto de fuerza. Cuando usted empuja su plato de comida vacío aplica una
fuerza sobre él. También, se aplica una fuerza cuando se lanza o patea una pelota.
En estos ejemplos la palabra fuerza se asocia con el resultado de la actividad muscular y con cierto cambio en la velocidad de un objeto. Sinembargo, las fuerzas no
siempre producen movimiento. Por ejemplo, si está usted sentado leyendo este libro, la fuerza de gravedad actúa sobre su cuerpo y usted permanece estacionario, o
bien, usted puede empujar (en otras palabras, ejercer una fuerza) un gran bloque
de piedra y no ser capaz de moverlo.
¿Qué fuerza (si hay alguna) hace que la Luna orbite a la Tierra? Newton respondió preguntas de estetipo estableciendo que el cambio en la velocidad de un
objeto es causado por las fuerzas. En consecuencia, si un objeto se mueve con
movimiento uniforme (velocidad constante) no es necesaria ninguna fuerza para
mantener el movimiento. La velocidad de la Luna no es constante debido a que se
mueve casi en una órbita circular alrededor de la Tierra. Ahora se sabe que este cambio en la velocidad esprovocado por la fuerza ejercida por la Tierra sobre la Luna.
Puesto que sólo una fuerza puede producir un cambio en la velocidad, considere la
fuerza como aquello que ocasiona que un cuerpo se acelere. Este capítulo se refiere a la
relación entre la fuerza ejercida sobre un objeto y la aceleración del mismo.
¿Qué ocurre cuando varias fuerzas actúan de manera simultánea sobre un objeto? En este casoel objeto acelera sólo si la fuerza neta que actúa sobre él es diferente de cero. La fuerza neta ejercida sobre un objeto está definida como el vector
suma de todas las fuerzas que actúan sobre él. (En ocasiones se hace referencia a la
fuerza neta como fuerza total, fuerza resultante o fuerza desequilibrada.) Si la fuerza neta
ejercida sobre un objeto es cero, entonces la aceleración del objeto escero y su velocidad permanece constante. Es decir, si la fuerza neta que actúa sobre el objeto es
cero, éste permanece en reposo o continúa moviéndose a velocidad constante.
Cuando la velocidad de un cuerpo es constante (incluso cuando está en reposo) se
dice que está en equilibrio.
Si se jala un resorte, como en la figura 5.1a, éste se alarga. Si un carro se jala lo
suficientemente fuerte para...