LEYES DE NEWTON

Imagina descubrir algo tan importante que lleve tu apellido. Pues eso le ocurrió a Sir Isaac Newton, científico inglés nacido en 1642. 

En este video te contamos un poco más:

Las leyes de Newton son fundamentales para entender el movimiento de los objetos. 

¿Qué son y para qué sirven las leyes de Newton?

Las leyes de Newton son tres principios que analizan cómo hay fuerzas que actúan sobre los objetos para que estos se muevan. 

Son usadas para explicar el movimiento de los carros, las bicicletas y muchas cosas que ves a tu alrededor, hasta tus propios movimientos, al correr y saltar. 

Para entenderlas mejor es necesario que conozcas los siguientes términos: 

• Movimiento: siempre que te hablen de movimiento recuerda que se da cuando un objeto cambia de un lugar a otro o modifica su posición. Por ejemplo, al desplazarse los animales usan el movimiento porque cambian de un lugar a otro. Además, si se acuestan a dormir también están generando movimiento, porque sus patas, cabeza y cuerpo, en general, cambian de posición. 
• Fuerza: es cualquier acción como levantar, empujar o arrastrar un objeto, que hace que este se mueva o que cambie su forma. Por ejemplo, si levantas una caja del piso para ponerla sobre una mesa, estas usando la fuerza para mover el objeto.
• Aceleración: la puedes ver cuando un automóvil aumenta su velocidad o la disminuye. Estos cambios, que lo hacen ir más rápido o más lento, se llaman aceleración.

¿Cómo se llaman las leyes de Newton?

• Primera ley o ley de la inercia: te explica porqué una piedra tirada en el piso permanecerá quieta, a menos que algo o alguien la mueva. 
• Segunda ley o ley fundamental de la dinámica: sirve para entender porqué entre una bicicleta y un automóvil, la bici necesita menos fuerza para moverse, ya que es más liviana. 
• Tercera ley o principio de acción y reacción: te muestra porqué al lanzar una pelota contra una pared, esta rebota.

¿Conoces la historia de la manzana?

Newton estaba debajo de un árbol, reflexionando, cuando le cayó una manzana en la cabeza. Algunos dicen que cayó a su lado, o que el mismo Newton embelleció esta historia con el paso del tiempo.

Lo importante es que a partir de este suceso, el científico elaboró la idea de la fuerza de gravedad. Para cualquiera, pudo ser una simple manzana cayendo al piso pero, para Newton, se trató de un objeto moviéndose en línea recta hacia el centro de la Tierra. 

Esto lo llevó a pensar que existía una fuerza invisible que estaba actuando sobre la manzana: esa era la fuerza de gravedad. 

Eso explica porque cualquier objeto que se cae es atraído hacia el piso.

Ahora sí, veamos cada una de las leyes.

Primera ley de Newton o ley de la inercia

Esta ley no se le ocurrió de la nada a Newton. En sus investigaciones, tomó los hallazgos de otro científico llamado Galileo Galilei, quien ya había realizado algunos experimentos para estudiar el movimiento en los objetos, y los combinó con sus ideas. 

Así describió la primera ley en su libro Principios matemáticos de la filosofía natural:

Eso quiere decir que, cualquier objeto que está quieto o en movimiento se va mantener igual, a menos que aparezca otro objeto o fuerza que lo mueva o lo haga cambiar de posición.

Además, si se encuentra en movimiento siempre lo hará en línea recta, no en círculos, ni en zigzag.

Mira este ejemplo: 

El estado natural del suelo es permanecer quieto y el del balón igual. Él no se va a mover a menos que alguien lo patee o lo levante.

Si alguien lo patea, aplica una fuerza que cambia su estado: pasa de estar quieto a estar en movimiento.

Según lo que decía Newton, lo ideal es que el balón continúe rodando sin parar y en línea recta, pero en algún momento se detiene.

Esto pasa porque el empujón con el pie no es la única fuerza que está actuando. También hay otras fuerzas:

• La fricción: aparece cuando hay dos objetos que están en contacto, es decir, se alcanzan a tocar mientras se mueven en sentidos opuestos. 

• La gravedad: es la fuerza que atrae los objetos hacia el centro de la Tierra.

¡Volvamos a nuestro ejemplo! Mientras el balón rueda, está rozando con el pasto o césped y esa fricción impide que el objeto se deslice o resbale por mucho tiempo, poco a poco se va frenando. 

¿Por qué los objetos permanecen quietos?

Cuando un objeto se mantiene quieto es porque no hay fuerzas actuando sobre él y si las hay, estas son iguales, es como si tuvieran el mismo valor.

En la imagen, el balón permanece quieto porque no hay fuerza de fricción, tampoco aparece la fuerza de un pie que lo mueve y, como no está cayendo, tampoco se presenta la fuerza de gravedad. 

Recuerda que los objetos caen en línea recta a menos que otra fuerza modifique su movimiento.

Sin embargo, al patearlo, la fuerza del pie es mayor y genera un desbalance que permite el movimiento.

¿Qué es la inercia?

Esa tendencia que tienen las cosas de mantenerse en movimiento como siguiendo una línea recta fue bautizada por Galileo como “Inercia”, de ahí el nombre de esta ley. 

Ten cuenta que, cuando ellos hablaban de movimiento se referían a un desplazamiento en una misma dirección y a una velocidad constante, sin acelerar o detenerse.

¡Haz una prueba!

Anímate a hacer el siguiente experimento: 

Esto pasa porque, al soltar la cuerda, la fuerza que estás aplicando cambia y por inercia sale disparado en línea recta.

Segunda ley de Newton o ley fundamental de la dinámica

La segunda ley de Newton dice que:

“La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza que actúa sobre él e inversamente proporcional a la masa”.

Eso significa que para que un objeto se mueva rápidamente debes aplicarle mucha fuerza, pero también,  que la rapidez con la que se mueve el objeto depende de qué tan liviano o pesado es. 

Mira este ejemplo:

Cuando el automóvil de Toño no funciona, él lo empuja lo más fuerte que puede para que pueda arrancar. Entre más fuerza usa, el automóvil se mueve más rápido.

Pero si Toño en vez de empujar el automóvil impulsa su bicicleta con la misma fuerza, esta andará mucho más rápido porque es más liviana. 

Como ves, en esta ley interactúan tres elementos: fuerza, aceleración y masa.

La masa es la cantidad de material del que están hechos los objetos y es la responsable de que sean más pesados o livianos. 

En el caso de Toño, su automóvil tiene más cantidades de lata, acero, vidrio y aluminio, por eso, es más pesado y más difícil de mover en comparación con su bicicleta

¡Haz una prueba!

Anímate a hacer el siguiente experimento: 

Así comprobarás que los objetos entre más pesados, necesitan más fuerza para poder acelerar y moverse. Ahora, tu tarea es identificar dónde aparecen exactamente los tres elementos (fuerza, masa y aceleración) en el anterior ejercicio.

Tercera ley de Newton o ley de acción y reacción

La tercera ley de Newton dice que:

“Para cada acción hay una reacción igual y en el sentido opuesto”.

Eso quiere decir que, siempre que un objeto realice una acción como mover, empujar u oprimir otro objeto, este último reacciona devolviendo la misma fuerza.

¿Y cómo reaccionan los objetos? Normalmente, ponen resistencia o también empujan.

Para entender un poco mejor, mira esta escena: 

Para que los cohetes puedan llegar al espacio tienen que impulsarse con mucha fuerza. Por eso, cuentan con unos propulsores que eliminan una gran cantidad de gases hacia abajo.

El suelo, que sería el segundo objeto que interactúa en esta escena, reacciona con la misma fuerza empujando el cohete con la misma fuerza hacia arriba  y... ¡tarán!, es lanzado al espacio. 

Mientras la fuerza de los propulsores se acciona hacia abajo, el suelo responde empujando hacia arriba.

¡Haz una prueba!

Anímate a hacer el siguiente experimento: 

La clave para entender la Tercera ley de Newton es que siempre haya dos objetos interactuando. Mientras el objeto 1 aplica una fuerza sobre el objeto 2, el objeto 2 devuelve esa misma fuerza pero en sentido contrario.