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7 de diciembre de 2008

Las leyes de la dinámica (o leyes de Newton)

Esta entrada no va a tratar de un tema en concreto, sino de algo básico de la Física que seguramente referiré en otros post, así que creo que es recomendable tratarlo por separado, para dejarlo todo claro.

Isaac Newton fue un gran científico, de hecho es considerado por muchos como el mayor científico de la Historia. Si bien la mayor parte de sus escritos tratan de religión y alquimia, su contribución en las Matemáticas y la Física es enorme. Sentó las bases de una rama matemática, el Cálculo, y publicó la que se considera una de las obra científica más importantes de la historia, Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (Principios matemáticos aplicados a la Filosofía natural, se suele denominar los Principia).

En los Principia, Newton define gran cantidad de conceptos claves en Física, como materia o fuerza y también enuncia las tres leyes de la dinámica, también llamadas leyes de Newton, aunque él lo hace como principios. Estas leyes son la base de la mecánica newtoniana (hay distintas mecánicas, según los métodos que se usen en ellas, aunque, obviamente, aplicadas a los mismos problemas todas dan los mismos resultados), y son realmente intuitivas, aunque tal vez esta opinión no sea muy objetiva.

La primera ley, o ley de la inercia, viene a decir que si dejamos las cosas tranquilas, no habrá ningún cambio en como se mueven, es decir, si están quietas, no empezarán a moverse, y si se mueven en línea recta a una velocidad determinada seguirán igual, sin cambio en la velocidad. Recordad que la velocidad es lo que se llama vector, es decir, que si cambia la dirección en la que se mueve la cosa, aunque recorra las mismas distancias en el mismo tiempo, es un cambio de velocidad. No dejar las cosas tranquilas es aplicarles fuerzas.

Dicha más formalmente "ante ausencia de fuerzas resultantes externas, un cuerpo continúa con su estado de movimiento". Es importante el detalle de las fuerzas resultantes. Se le puede aplicar una fuerza a un cuerpo sin que cambie su estado de movimiento, si hay otra fuerza que contrarreste esa. La fuerza resultante es cero, pues es la suma de las fuerzas. Por ejemplo, pensemos en el juego ese en el que se hacen dos equipos que tiran de una cuerda para conseguir que el equipo contrario cruce una línea o, en las versiones más divertidas, tirarlo al barro. Obviamente los dos equipos ejercen fuerza, pues tiran de la cuerda, pero si ejercen ambos la misma, al tirar cada equipo en sentido contrario, se contrarrestan, y nadie se mueve.

La segunda, o ley de la fuerza explica cómo varían las propiedades del cuerpo al aplicarle fuerzas. Visto de otro modo, puede decirse que es la definición de fuerza. Existe una magnitud física que se llama momento, que es el producto de la masa del cuerpo por su velocidad. La variación en el tiempo del momento es la fuerza. Si suponemos que la masa no varía (lo normal para nosotros), esta variación respecto al tiempo es únicamente de la velocidad, y la variación de la velocidad respecto al tiempo es la aceleración. Es por ello que en lugar de "la fuerza es la variación del momento respecto al tiempo", se dice que la fuerza es el producto de la masa por la aceleración.

La tercera y última, o ley de acción y reacción es muy fácil de entender. es la culpable de que cuanto más fuerte te des con algo, más duela. Al aplicar una fuerza a un cuerpo, el cuerpo aplica también una fuerza de igual magnitud en nosotros. Por ejemplo: al apoyarnos en el suelo, nosotros aplicamos una fuerza, nuestro a peso, a este que a su vez aplica una fuerza igual de intensa pero sentido opuesto (recordemos que la fuerza es un vector) en nosotros. Si esa fuerza (que se suele llamar normal) no existiera, o no fuera igual de intensa que nuestro peso, saldríamos volando o nos hundiríamos en el suelo.

Como muestra de la primera ley, os traigo este vídeo, que vi hace bastante tiempo y que hace pocos días en Ciencia en el XXI volvieron a publicar.



Eso es lo que pasa cuando no se tiene en cuenta la primera ley. Cuando el camión acelera para irse, a los carros no se les aplica ninguna fuerza, así que su estado de movimiento permanece igual, y ese estado de movimiento no es otro que estar quietos. Es decir, el camión se va, pero los carritos quedan en su sitio.

Actualización: una compañera tiquismiquis (con cariño) me ha echado la bronca por no decir que he despreciado el rozamiento para la explicación de los carritos y el camión. Ya sabéis que este blog es "forcista" (que no racista) y desprecia las fuerzas de rozamiento.

48 comentarios:

  1. María dijo...

    Muy buenas!

    Madre mía, las veces que he maldecido yo a Newton por su ley de la inercia, como si fuera su culpa, encima que nos avisa... Pero es que ¡se me olvida! (y soy estudiante de física xD). Y justo después de darme los porrazos en bici que me doy, me acuerdo, pero ya es tarde.

    Salud, y ánimo con el blog.

  2. Smaigol dijo...

    Bien, por fin, parece que esto vuelve a ponerse en marcha! A ver si ahora actualizas más a menudo furro. El artículo está muy bien, me alegra ver que no has perdido calidad, y el vídeo es directamente un puntazo.Pero como siempre hay que sacar algo para tocar los cataplines, diría que no estaría mal una pequeña mención al hecho de que la 3ª ley fuerte no se cumple siempre, como por ejemplo en las fuerzas de Lorentz.Quizá sea marear un poco la perdiz, pero creo que es un tema que nunca se menciona y siempre está bien conocer las limitaciones de las leyes que usamos, y más de unas tan básicas como estas.

    Keep up the good work!

  3. María dijo...

    Pues sí, lo tengo pendiente. Porque lo he ido dejando...y aún no he hecho la entrada. Así que cuando acabe con los controles no te preocupes que me pondré a ello. ;]

    Salud!

    María

  4. María dijo...

    Pues sí, lo tengo pendiente. Porque lo he ido dejando...y aún no he hecho la entrada. Así que cuando acabe con los controles no te preocupes que me pondré a ello. ;]

    Salud!

    María

  5. Juan Luis A.L. dijo...

    Un par de objeciones:

    La segunda ley de Newton, tal como se la suele presentar (F = m.a) no es una definición de fuerza sino una regla para calcular la resultante de todas las que actúan sobre un "sistema" de masa (m)que se mueve con aceleración (a)...

    El ejemplo aducido para intentar clarificar la tercera ley de Newton no es muy afortunado: Si nos encontramos en la angustiosa situación de estar hundiéndonos en arenas movedizas lo triste del caso es que la tercera ley de Newton sigue vigente y la fuerza que nuestros pies ejercen sobre la arena es exactamente opuesta a la que la arena ejerce sobre nuestros pies...

  6. RyuugaHideki dijo...

    oye, muchas gracias por enseñarme esto, creo que con el video me acordare, solo que tengo una duda, si digamos que el camion lleva unas cajas en vez de carritos del supermercado, se aplicara tambien la primera ley de Newton? Puesto que los carritos tienen ruedas y una caja no.(por favor responderme a mi duda, ya que tengo 15 años y el maestro de fisica no espera hasta mas de 5 dias por que el 23 de febrero es el examen XP [es broma pero si me intriga esa duda]) mi correo es jor007_64@hotmail.com para que mer aclaren la duda, muchisimas gracias de antemano

  7. Kunzahe dijo...

    @ Juan Luis A.L.: respecto a la segunda ley, es cierto que no es correcto, pero creo que teniendo en cuenta el tono divulgativo que tiene todo, puede valer. y de todas formas, tampoco lo afirmo categóricamente, pero gracias por la aclaración.
    Y respecto a la tercera, en el ejemplo me refería a suelo sólido, obviamente, así que no me parece que tenga ningún problema.

    @ RyuugaHideki: No contesto a dudas por correo, ya queprefiero hacerlo aquí, por si alguien más que viene tiene esa misma. si la duda tuviera una respuesta muy larga, haría una entrada, pero cuando no,contesto en un comentario, como este caso.
    En el caso de que fueran cajas como tú dices, la primera ley se cumpliría igual (las leyes de la física se cumplen siempre), pero no sería aplicable. La gracia de los carritos es que tienen ruedas, que normalmente rozan muy poco con sus ejes y entonces giran fácilmente. Es lo que pasa en el vídeo. El rozamiento entre las ruedas yel camión hace que estas giren y los carritos no avancen. Sin embargo, en el caso de las cajas, seguramente avanzarían con el camión, debido al rozamiento. Sin embargo, si el camión acelerara muy rápido, se vencerían estas fuerzas de rozamiento, y pasaría lo mismo con las cajas.
    Es como cuando se tira de un mantel bruscamente para quitarlo y que todas las copas y platos se queden en el sitio. Si la aceleración del mantel es pequeña, no vences las fuerzas de rozamiento, tiras las copas, y montas una buena.Pero si la aceleración es la suficiente (y por tanto la fuerza) puedes vencer el rozamiento ylas copaas se quedan quietas.

  8. Anónimo dijo...

    me parece un trabajo muy bien realizado ya que es de mucha
    ayuda para nosotros que somos estudiantes y necesitamos de esto para asi tener mas claros estos conceptos que aveces es muy dificil de entenderlos.

  9. Anónimo dijo...

    muy buen
    trabajo
    me sirvio para acer un tp de fisica
    me sirvio mucho los ejmplos

    graxias

    mucha suerte

  10. Anónimo dijo...

    Un millón de gracias. Los conceptos están muy claritos y para alguien como yo, que tengo que estudiar física ahora, con 34 añitos, es una bendición.

  11. migel dijo...

    este qe sea mas nitida las soluciones de las leyaes de la dinamikm ok

  12. martinjaramillo dijo...

    PRUEBA INOBJETABLE DE QUE LA GRAVEDAD CREA ENERGÍA.
    Cuando Joule y sus colegas formularon el PRINCIPIO DE DE LA CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA por el año de 1.842, todavía ESTABA MUY DISTANTE el programa espacial, que con sus recientes exploraciones del sistema solar, viene dando cuenta de nuevos descubrimientos que evidencian la creación natural de energía por la acción de la gravedad. El descubrimiento más contundente, es el que se refiere a la causa de la intensa actividad volcánica de “Ío” el satélite de Júpiter; actividad térmica de la que se ha comprobado que se debe a la acción de las intensas mareas que se presentan en su suelo rocoso, debido a su cercana orbita al gigante planetario, cuya gravedad produce los movimientos tectónicos de placas y la intensa actividad de generación de energía térmica en su interior, evidenciando que es la gravedad la que crea esa energía térmica y por lo tanto contradiciendo la afirmación de que la energía no se crea.
    Cuando nuevos descubrimientos científicos cuestionan la validez de una ley o un viejo principio, la obligación de las autoridades científicas es reestudiar las leyes establecidas, y revisarlas a la luz de los nuevos descubrimientos y de los nuevos fenómenos observados, ya sea para reafirmar su validez o para modificarlas.
    Por eso estamos recopilando EN: martinjaramilloperez@gmail.com correos electrónicos de interesados y de investigadores que estén de acuerdo con SOLICITAR RESPETUOSAMENTE A LAS AUTORIDADES CIENTÍFICAS reestudiar el PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA A LA LUZ DE LOS NUEVOS DESCUBRIMIENTOS.
    Ver Artículo completo en :
    http://www.monografias.com/trabajos68/nueva-teoria-universo/nueva-teoria-universo2.shtml

  13. Anónimo dijo...

    ho00 k bien muy buena explicaci0n

  14. Anónimo dijo...

    ola
    aki tambien lo tengo pendiente
    asi es ke echenle truchas

  15. Anónimo dijo...

    esta padre el video pero suban mas ejemplos con videos de la gente ya sea cayendose por la fuerza de gravedad u otra cosa

  16. Anónimo dijo...

    muchas gracias me salvaron con un trabajo de fisica.... muy buena la pag.... besosssss

  17. Anónimo dijo...

    amigo exelente me salbaste la vida si no hacia esto raspaba fisicaa eres lo mejorrr te amo!! <3 xD

  18. Anónimo dijo...

    Que ley fisica cumple la bicicletaaa de hoooooooyyyyyyyyyyyy

  19. Anónimo dijo...

    esto es genial
    super

  20. Anónimo dijo...

    k chido asi si aprendo mas facil

  21. Anónimo dijo...

    jaja

  22. Anónimo dijo...

    fue muy buena la informacion gracias

  23. Anónimo dijo...

    bueno eso esta bien chido

  24. Anónimo dijo...

    buena informacion gracias

  25. Anónimo dijo...

    muy buena informacion

  26. Anónimo dijo...

    exelente

  27. pam mada dijo...

    gracias por el trabajo al fin entiendo la primera ley de Newton ..gracias por ayudar a mi cabeza dura XD

  28. Anónimo dijo...

    chiiiiiida informacion:) PD:SUKEY PAEZ

  29. Anónimo dijo...

    TQIIIIEROOOOOM . MAR:)

  30. Anónimo dijo...

    muy bueno, muchas gracias!

  31. Anónimo dijo...

    gracias por la imformacio ma ayudo un monton !!!!!!!!!!!!!!!! : )

  32. Anónimo dijo...

    grasias pero no pusiste imagenes = me ayudo

  33. Anónimo dijo...

    gracias y excelente informacion

  34. Anónimo dijo...

    muy facil de comprender, me salvaste de aburrirme de puros terminos complicados y parecidos

  35. Anónimo dijo...

    que mamadas son esas

  36. Anónimo dijo...

    soon puuraas peendeejaadaas eestoo noo maamees

  37. Anónimo dijo...

    SON PURAS PENDEJADAS ESTO PUTOS TODOS LOS CEREBRYTOS

  38. Anónimo dijo...

    PUTOS TOODOS HYJOS DE LA VERGA MAMENME LA PUCHA PUTOS CHYNGUEN ASHU PUTA MADRE CULEROS ESTAN TODOS PENDEJOS Y ASHU MAMA YA SE LA COJYO MY PAPA PENDEJOS PYNCHES ESTUPYDOS MAL COJYDOS .).

  39. Anónimo dijo...

    gracias bueno para la fisica

  40. Anónimo dijo...

    Muy interesante informacion. Aparentemente el pendejo que hablo malo no tiene mas nada que hacer jaja un colgado mas. Que verguenza das, tu madre chinga nitido mamon.

  41. Anónimo dijo...

    muy buenooooooooooo

  42. Anónimo dijo...

    Que locura con ustedes chicos moderen sus palabras

  43. Anónimo dijo...

    por que tantas leyes de newton de verdad no las entiendo para nada............

  44. Anónimo dijo...

    deh verdad nop enthiendoooo naaaaahhhhh de leyes y menooozzzz de newton...........

  45. Anónimo dijo...

    maaaaaaaaaaassssssssss fiiinoooo ah pezar ke nop entiendo las leyes de newton....fisika fue la materia maaaaaaaaxxxxxxxxxxxxxxx alta ke paseeeeeeeee............

  46. Anónimo dijo...

    muy bueno tio

  47. Anónimo dijo...

    gente pendeja y ustedes en especial el que escribio

  48. Edd.V dijo...

    Texto inteligible, objetivo.
    Sin embargo; sugeriría que cuidaran más la privacidad en el buzón de comentarios del blog por que la mayoría son inútiles.
    Gracias por su aporte.

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