5 leyes de newton

Fórmula de la tercera ley de newton

Cuando conduces por un puente, esperas que permanezca estable. También esperas acelerar o frenar tu coche en respuesta a los cambios de tráfico. En ambos casos, se trata de fuerzas. Las fuerzas que actúan sobre el puente están en equilibrio, por lo que éste permanece en su sitio. En cambio, la fuerza producida por el motor de tu coche provoca un cambio en el movimiento. Isaac Newton descubrió las leyes del movimiento que describen estas situaciones. Las fuerzas afectan a cada momento de tu vida. Tu cuerpo está sujeto a la Tierra por la fuerza y se mantiene unido por las fuerzas de las partículas cargadas. Cuando abres una puerta, caminas por la calle, levantas el tenedor o tocas la cara de un bebé, estás aplicando fuerzas. Si nos acercamos más, los átomos de tu cuerpo se mantienen unidos por fuerzas eléctricas, y el núcleo del átomo se mantiene unido por la fuerza más fuerte que conocemos: la fuerza nuclear fuerte.

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Tal y como se describe en la tercera de las leyes del movimiento de Newton de la mecánica clásica, todas las fuerzas se producen en pares, de manera que si un objeto ejerce una fuerza sobre otro objeto, el segundo objeto ejerce una fuerza de reacción igual y opuesta sobre el primero.[1][2] La tercera ley también se enuncia de manera más general como: «A toda acción se opone siempre una reacción igual: o las acciones mutuas de dos cuerpos entre sí son siempre iguales y dirigidas a partes contrarias»[3] La atribución de cuál de las dos fuerzas es la acción y cuál la reacción es arbitraria. Cualquiera de las dos puede considerarse la acción, mientras que la otra es su reacción asociada.

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Cuando algo ejerce una fuerza sobre el suelo, el suelo empujará con igual fuerza en la dirección opuesta. En algunos campos de la física aplicada, como la biomecánica, esta fuerza del suelo se denomina «fuerza de reacción del suelo»; la fuerza del objeto sobre el suelo se considera la «acción».

Cuando alguien quiere saltar, ejerce una fuerza adicional hacia abajo en el suelo («acción»). Al mismo tiempo, el suelo ejerce una fuerza hacia arriba sobre la persona («reacción»). Si esta fuerza hacia arriba es mayor que el peso de la persona, se producirá una aceleración hacia arriba. Cuando estas fuerzas son perpendiculares al suelo, también se denominan fuerza normal.

Las leyes del movimiento de newton

En mecánica clásica, las leyes del movimiento de Euler son ecuaciones de movimiento que extienden las leyes del movimiento de Newton para partículas puntuales al movimiento de cuerpos rígidos[1]. Fueron formuladas por Leonhard Euler unos 50 años después de que Isaac Newton formulara sus leyes.

La segunda ley de Euler establece que la tasa de cambio del momento angular L alrededor de un punto que está fijo en un marco de referencia inercial (a menudo el centro de masa del cuerpo), es igual a la suma de los momentos de fuerza externos (pares) que actúan sobre ese cuerpo M alrededor de ese punto:[1][4][5]

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La distribución de las fuerzas internas en un cuerpo deformable no es necesariamente igual en todo su recorrido, es decir, las tensiones varían de un punto a otro. Esta variación de las fuerzas internas a lo largo del cuerpo se rige por la segunda ley de movimiento de Newton de conservación del momento lineal y del momento angular, que para su uso más simple se aplican a una partícula de masa pero se extienden en la mecánica continua a un cuerpo de masa distribuida de forma continua. Para los cuerpos continuos, estas leyes se denominan leyes de movimiento de Euler. Si un cuerpo se representa como un conjunto de partículas discretas, cada una de las cuales se rige por las leyes del movimiento de Newton, las ecuaciones de Euler pueden derivarse de las leyes de Newton. Sin embargo, las ecuaciones de Euler pueden tomarse como axiomas que describen las leyes del movimiento de los cuerpos extendidos, independientemente de cualquier distribución de partículas[7].

Inercia

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Inercia viene de la palabra latina, iners, que significa ocioso, perezoso. La inercia es una de las principales manifestaciones de la masa, que es una propiedad cuantitativa de los sistemas físicos. Isaac Newton definió la inercia como una fuerza, antes de su primera ley en la monumental Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica. Allí se lee:

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DEFINICIÓN III. La vis insita, o fuerza innata de la materia, es un poder de resistencia por el que todo cuerpo, en la medida en que se encuentra, se esfuerza por perseverar en su estado actual, ya sea de reposo o de avance uniforme en una línea recta.[1]

Nótese que Newton hace uso de la forma verbal activa «perseverar», en lugar de otras formas pasivas como «continuar», o «permanecer», que se encuentran comúnmente en los libros de texto modernos. Esto se debe a algunos cambios en la mecánica original de Newton (tal y como se recoge en los Principia) realizados por Euler, d’Alembert y otros cartesianos.

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