Comenzamos a estudiar las leyes de Newton

 

Es momento de repasar lo que has aprendido acerca de las fuerzas:

• siempre van en pareja, ya que son interacciones entre dos cuerpos.
• son magnitudes vectoriales, que puedes dibujarlas, pues no solo importa lo grandes que son, sino también sobre qué y hacia dónde actúan.
• se miden en newton.
• provocan cambios en el movimiento de un cuerpo y/o en su forma.

Los tres primeros puntos muy bien pero ¿qué quiere decir eso de que provocan cambios en el movimiento? ¿Por qué y cómo?

Fue Newton (sí, el de la manzana) quien, basándose en los trabajos de Galileo, estableció las propiedades de las fuerzas y la relación de éstas con el movimiento. No fue un trabajo fácil y para hacerlo tuvo que analizar cuidadosamente distintos fenómenos aparentemente sin relación entre sí, como el movimiento de los planetas, el de la Luna y la caída de los cuerpos.

Puedes ver aquí la recreación actualizada de la experiencia que realizó Galileo desde lo alto de la torre de Pisa sobre la caída libre de los cuerpos.  

Todo el trabajo se resumió en tres leyes o principios.

El vídeo inferior te introducirá en los conceptos básicos de las leyes de Newton. Sería bueno que lo vieras antes de seguir

3.1. Primera ley de Newton: el principio del sillón

Reflexión

Imagen en Pixabay de Wokandapix. Dominio público

Estoy en mi casa, tranquila, leyendo, viendo la tele, tumbada en un sillón. No hay nadie más, es un momento de alegría.

De pronto me llaman por teléfono, ya me fastidia, tengo que moverme, descuelgo. Son los amigos, quieren que salga, han quedado en media hora.

Lo pienso, sé que al final saldré, pero la verdad es que me cuesta mucho, me da pereza. ¿Me pasa solo a mí?, ¿es algo normal?

Imagen en MEC-ITE. Licencia cc

Newton nos dio la clave.

La primera ley de Newton, que se llama también principio de inercia, 

nos aclara perfectamente el tema: a todos los cuerpos, incluidos nosotros, 

nos cuesta cambiar la situación en la que estamos.

¡Puf!, menos mal

Esto, relacionándolo con las fuerzas nos diría algo así:

Actividad

«Si sobre un cuerpo no actúa ninguna fuerza o la suma de todas 

ellas  es nula, el cuerpo se mantendrá en reposo o describirá un 

movimiento rectilíneo uniforme.»

Esto es, si está parado seguirá parado, y si se está moviendo seguirá con movimiento 

uniforme,  sin aceleración.

Imagen en Biblioteca de investigaciones. Licencia cc

¡Pero qué sencillo! En realidad es algo que "casi" sabías ya.

Si un cuerpo está parado y no se hace nada, el cuerpo 

sigue parado por más que lo miremos. Ya 

profundizaremos sobre el que un cuerpo siga en movimiento 

si ya lo estaba.

Piensa en la siguiente situación: ¿qué ocurre cuando vas 

en bici y tienes que frenar bruscamente? La respuesta es 

clara, te vas hacia adelante. ¿Por qué? Pues porque 

tendemos a seguir con la misma velocidad que teníamos, la bici para y nosotros seguimos.

Autoevaluación

1. ¿Qué ocurre cuando un autobús que está parado comienza a andar?

Respuestas

Opción 1

Que nos vamos hacia adelante por la inercia.

Opción 2

Que nuestro cuerpo se va hacia atrás por la inercia.

Opción 3

No pasa nada.

Pregunta

2. Observa la siguiente imagen:

Imagen giftsanimados.org/ Descarga gratuita

Si el coche va a 40 km por hora en el momento del choque:

Respuestas

Opción 1

El hombre puede salir despedido con hasta 40 km/h de velocidad.

Opción 2

No pasa nada. Tendría que ir mucho más rápido.

Segunda ley: Me empujas ¡me muevo!

Imagen en Freeimages de Michael Illuchine. Licencia freeimages

Finalmente la pereza me puede y no me muevo del sillón. Pero... se oye el timbre y mi madre abre: son mis amigos. Entran en el cuarto y, como me cuesta moverme, me dan la mano para que me levante. Si no llega a ser por esa mano, habría estado tranquila toda la tarde. Alguien me empuja y... me muevo.

La segunda ley está relacionada con las fuerzas, y nos explica qué ocurre cuando actúa 

una fuerza sobre un cuerpo.

Actividad

Cuando sobre un cuerpo actúan fuerzas pueden ocurrir varias cosas:

• que la suma de las fuerzas sea nula (cero) y entonces el cuerpo no cambia de estado
• (si estaba parado sigue parado, si se estaba moviendo sigue con el mismo 
• movimiento). ¡Ya lo decía la primera ley ¿verdad?!
• que la suma de las fuerzas que actúan sobre él no sea nula; 
• entonces el cuerpo se acelera, más o menos dependiendo de la masa.

Elaboración propia

La suma de todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo es igual

 al producto de la masa del cuerpo por la aceleración que provocan

 las fuerzas.

Por tanto ya conocemos cómo se da el otro movimiento que hemos estudiado.

• Para que haya movimiento acelerado tiene que actuar una fuerza. 
• No puede haber aceleración sin fuerza.

Caso práctico

Si sobre un cuerpo de 50 kg aplicamos una fuerza de 10 N.

¿Cuál será la aceleración con que se mueve?

Retroalimentación

Elaboración propia

Actividad desplegable

Si a un cuerpo le aplicamos una fuerza de 200 N y provocamos una aceleración de 

0,5 m/s²...

Entonces el cuerpo tiene una masa de Rellenar huecos (1):   g200,5kg400100kpm/s  Rellenar huecos (2):   g200,5kg400100kpm/s 

Tercera ley: el suelo me mueve

La tercera ley de Newton nos describe una propiedad intrínseca a las fuerzas: 

que son interacciones.

Actividad

Es un poco liado el enunciado, léelo despacito:

"Si un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro, éste, a su vez, ejerce una fuerza

 igual

 y de sentido contrario sobre el primero"

Reflexión

Y entonces...

¿Por qué no se anulan las fuerzas de acción y reacción, si son de sentido contrario?

Porque las fuerzas de acción y reacción están aplicadas en cuerpos distintos. 

Por eso, aunque sean iguales y opuestas, no
se anulan entre sí; cada una produce un efecto distinto sobre el cuerpo que actúa.

Aquí tienes varios ejemplos

Una de las primeras consecuencias de este principio es el retroceso de las armas.

 La fuerza que empuja a la bala hacia adelante es igual y opuesta a la que 

empuja hacia atrás al arma correspondiente.

Vídeo de Stephen McNulty en YouTube

Imagen en flickr de Antonio Pérez Rio. Licencia cc

Otro ejemplo es el la de la discusión del hombre con el burro.

– Decía el burro: "¿Para qué voy a empujar el carro, si éste ejerce una fuerza igual sobre mí, por lo que no podré moverlo?"

– Le contestó el hombre, después de pensar un poco: "no te preocupes,

 

tú empuja con tus patas al suelo, que éste será quién te empuje a ti".

Esto es cierto, andamos porque el suelo nos empuja. Si estamos en un lago helado y 

el suelo resbala y no nos empuja, no podemos salir... salvo que consigamos una 

fuerza, ¿cómo?, pues por ejemplo, con el retroceso. Solo tenemos que lanzar un objeto 

y con la misma fuerza con la que lo lanzamos, nos empujará a nosotros el objeto, pero 

en sentido 

contrario.

Pregunta de Elección Múltiple

Una pelota de golf tiene una masa de 45 gramos y 

es golpeada con una fuerza de 200 N. 

Marca la respuesta más correcta de las siguientes:

Respuestas

Opción 1

La bola adquiere una aceleración de 4,4 m/s² y sobre el palo se ejerce una fuerza 

de 200 N en sentido contrario al de la pelota.

Opción 2

La bola adquiera una aceleración de 4444,4 m/s² , y sobre el 

palo se ejerce una fuerza de 200 N en sentido contrario al de la pelota.

Opción 3

La bola adquiera una aceleración de 4444,4 m/s² y sobre la bola se ejerce 

una fuerza contraria de 200 N.