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Leyes de Newton
Inercia
Fuerza, masa y aceleración
Interacción (acción y reacción)
Ley de gravitación universal
Ing. Julián Huerta Orea.
Inercia
MI AMIGO EL VECTOR
¡Hola!
Quiero platicarles de la experiencia que vive
diariamente nuestro compañero del grupo
324, Juan Omar, cada vez que sube al
transporte colectivo.
Omar observó que al subir al pesero, éste se
encuentra sin movimiento (en reposo) y que
tiende a permanecer en dicho estado. Al
sentarse junto al conductor, se dio cuenta
que cuando pisaba el pedal del acelerador el
motor ejerce una fuerza externa al vehiculo
la cual provocaba que cambiara el estado de
reposo. Después vio que en cierta parte del
recorrido viajaban en línea recta y que el
velocímetro registraba la misma velocidad
(movimiento rectilíneo uniforme) y el
vehiculo tendía a permanecer con dicho
movimiento, pero cuando el chofer piso el
pedal del freno se dio cuenta que la
aplicación de la fuerza externa cambiaba el
estado de movimiento libre del transporte.
Cuando Juan llego a su destino llego a la
siguiente conclusión.
“Los cuerpos en reposo o en
movimiento rectilíneo
uniforme tienden a
permanecer así, a menos que
una fuerza externa no
equilibrada cambie dicho
estado” (primera ley del
movimiento de Newton).
Espero que la experiencia de
nuestro amigo Juan Omar te
ayude a recordar que diariamente
vivimos una experiencia
relacionada con la física.
Primera ley de newton

Reposo
V=cte.

Movimiento Libre
¿Cuantas
fuerzas
actúan?
N
N
V=cte.
fr
mg
N
mg
En los tres casos N – mg = 0
V=cte.
fr
Fext
mg
Fext  f r  0
Simplificando
En los casos anteriores:
 Los cuerpos tienden a mantener el estado
en el que se encuentran.
 La suma de fuerzas o fuerza neta es igual
a cero.
 Existe equilibrio Estático o dinámico.
 A todo lo anterior se le conoce como
estado de
INERCIA.
Conclusión
La primera ley de Newton
afirma que si la suma vectorial
de las fuerzas que actúan sobre
un objeto es cero, el objeto
permanecerá en reposo o
seguirá moviéndose a velocidad
constante (Estado de inercia).
El que la fuerza ejercida sobre
un objeto sea cero (suma de
fuerzas igual a cero) no
significa necesariamente que su
velocidad sea cero. Si no está
sometido a ninguna fuerza
(incluido el rozamiento), un
objeto en movimiento seguirá
desplazándose a velocidad
constante, a menos que una
fuerza externa no equilibrada
cambie dicho estado.
Velocidad constante
SEGUNDA LEY DE NEWTON
¿Que variables intervienen en el
cambio de velocidad de un cuerpo?
En los tres casos vemos que las variables
son:
a) FUERZA (F).
b) MASA (m).
c) TIEMPO (t).
d) CAMBIO DE VELOCIDAD (Δv).
Análisis
El cambio de velocidad es:
a) Directamente
proporcional a la fuerza
aplicada: Δv α F.
b) Directamente
proporcional al tiempo
de aplicación de la
fuerza: Δv α t.
c) Inversamente
proporcional a la masa
del cuerpo: Δv α 1/m
Por lo tanto:
Ft
v 
m
Si despejamos F entonces:
mΔv= F t ↔
Como:
v
F

t
m
v
a
t
Por lo tanto:
a
Concluimos que:
F
m
F  ma
La segunda ley de Newton
Relaciona la fuerza
total y la
aceleración. Una
fuerza neta ejercida
sobre un objeto lo
acelerará, es decir,
cambiará su
velocidad. La
aceleración será
proporcional a la
magnitud de la
fuerza total y tendrá
la misma dirección
y sentido que ésta.
La constante de
proporcionalidad es
la masa m del
objeto F = ma.
Dimensionalmente
En el Sistema Internacional
de unidades (conocido
también como SI), la
aceleración a se mide en
metros por segundo
cuadrado, la masa m se
mide en kilogramos, y la
fuerza F en newtons. Un
newton se define como la
fuerza necesaria para
suministrar a una masa de
1 kg una aceleración de 1
metro por segundo cada
segundo; esta fuerza es
aproximadamente igual al
peso de un objeto de 100
gramos.
Un objeto con más masa requerirá
una fuerza mayor para una
aceleración dada que uno con
menos masa. Lo asombroso es
que la masa, que mide la inercia
de un objeto (su resistencia a
cambiar la velocidad),
Ejemplos
¡Hola!
El vector CCH-RO aprovecho las fiestas
patrias pasadas y visito la feria del pueblo,
realizo varias observaciones con respecto al
movimiento de algunos juegos.
Al primer juego que se subió fue el carrusel
de caballitos, se percato que la rapidez era
constante, sin embargo la velocidad
cambiaba su dirección en cada instante, por
lo que concluyo que no se trataba de un
movimiento libre ya que existía una
aceleración dirigida al eje (al centro), por lo
tanto el movimiento circular uniforme de un
cuerpo es un movimiento forzado.
Otra observación la realizo en los carritos
chocadores, se dio cuenta que al apretar un
pedal, el motor eléctrico imprime una fuerza
al cuerpo, produciendo un cambio de
velocidad en el intervalo de tiempo
(aceleración) de aplicación en dos carritos
de la misma masa. La conclusión que
obtuvo en esta ocasión fue que existe una
relación directamente proporcional entre
la fuerza de aplicación y la aceleración
de un cuerpo considerando la masa
constante (segunda ley de Newton).
La última observación que realizo
tiene que ver con un juego donde un
cuerpo salía disparado hacia arriba y
posteriormente bajaba de forma
vertical, ¡si un volado! Se dio cuenta
que, la moneda al subir disminuía su
rapidez hasta llegar al punto mas alto
alcanzando el valor de cero, en este
instante el movimiento cambia de
dirección y al caer el cuerpo la
velocidad aumenta; analizando lo
anterior concluyo que existe una
fuerza externa permanente (fuerza de
gravedad) que provoca que la moneda
se desacelere cuando viaja hacia
arriba, se equilibra en un instante en el
punto mas alto y provoca que se
acelere al bajar. Por lo tanto, un tiro
vertical y una caída libre, son
ejemplos de un movimiento forzado y
aplicaciones de la segunda ley de
Newton.
TERCERA LEY DE NEWTON
El primer ejemplo que menciono
es que, en el juego de Fut-bol al
patear la pelota existe una fuerza
del pie al balón y se percibe una
fuerza de igual magnitud y
dirección pero de sentido
contrario del balón al pie,
reconociendo una interacción a
contacto. Menciona que en el
juego de canicas al colisionar una
con otra se observa el mismo
fenómeno, en el juego donde dos
equipos jalan una cuerda de los
extremos existe interacción a
contacto y se aprecia la fuerza de
acción y reacción, así como en el
caso de un péndulo doble, al
colisionar las dos masas también
existen dos fuerzas de la masa l a
la masa 2 y de la masa 2 a la
mas l de igual magnitud y
dirección pero de sentido
contrario.
También a observado que existe
interacción a distancia como es el
caso de dos imanes que se atraen
entre si con fuerza de igual
magnitud y dirección pero sentido
contrario, sin haber contacto
entre ellos, otro ejemplo es el de
la fuerza gravitacional entre la
tierra y la luna, existe la misma
fuerza de atracción mutua pero
de sentido contrario.
Conclusión
En conclusión existen dos
tipos de interacción: a) en
contacto y b) a distancia,
debe haber por lo menos dos
cuerpos para que exista y que
siempre hay una fuerza de
acción y una de reacción.
Recordemos que la ley nos
dice que:
"Las fuerzas
siempre ocurren en pares.
Si el objeto A ejerce una
fuerza F sobre el objeto B,
entonces el objeto B ejerce
una fuerza igual y opuesta
-F sobre el objeto A" o en
forma común: "Cada acción
tiene una reacción igual y
opuesta"
“La tercera ley de Newton
siempre involucra a más
de un objeto”.