Leyes de newton formulas
La primera ley de Newton establece que si un cuerpo está en reposo o se mueve a velocidad constante en línea recta, permanecerá en reposo o seguirá moviéndose en línea recta a velocidad constante a menos que se actúe sobre él con una fuerza. De hecho, en la mecánica clásica newtoniana, no hay ninguna distinción importante entre el reposo y el movimiento uniforme en línea recta; pueden considerarse como el mismo estado de movimiento visto por diferentes observadores, uno de los cuales se mueve a la misma velocidad que la partícula y el otro se mueve a velocidad constante con respecto a la partícula. Este postulado se conoce como la ley de la inercia.
La ley de la inercia fue formulada por primera vez por Galileo Galilei para el movimiento horizontal en la Tierra y posteriormente fue generalizada por René Descartes. Aunque el principio de inercia es el punto de partida y el supuesto fundamental de la mecánica clásica, no resulta tan evidente para el ojo inexperto. En la mecánica aristotélica y en la experiencia ordinaria, los objetos que no son empujados tienden a detenerse. La ley de la inercia fue deducida por Galileo a partir de sus experimentos con bolas que rodaban por planos inclinados.
Para Galileo, el principio de inercia era fundamental para su tarea científica central: tenía que explicar cómo es posible que si la Tierra está realmente girando sobre su eje y orbitando alrededor del Sol, no percibamos ese movimiento. El principio de inercia ayuda a dar la respuesta: como estamos en movimiento junto con la Tierra y nuestra tendencia natural es mantener ese movimiento, la Tierra nos parece que está en reposo. Así pues, el principio de inercia, lejos de ser una declaración de obviedad, fue en su día un tema central de discusión científica. Cuando Newton resolvió todos los detalles, fue posible explicar con precisión las pequeñas desviaciones de esta imagen causadas por el hecho de que el movimiento de la superficie de la Tierra no es un movimiento uniforme en línea recta (los efectos del movimiento de rotación se tratan más adelante). En la formulación newtoniana, la observación común de que los cuerpos que no son empujados tienden a llegar al reposo se atribuye al hecho de que tienen fuerzas desequilibradas que actúan sobre ellos, como la fricción y la resistencia del aire.
La segunda ley de Newton: F = ma
La segunda ley de Newton es una descripción cuantitativa de los cambios que una fuerza puede producir en el movimiento de un cuerpo. Establece que la tasa de cambio temporal del momento de un cuerpo es igual, tanto en magnitud como en dirección, a la fuerza que se le impone. El momento de un cuerpo es igual al producto de su masa por su velocidad. El momento, al igual que la velocidad, es una cantidad vectorial que tiene magnitud y dirección. Una fuerza aplicada a un cuerpo puede cambiar la magnitud del momento, su dirección o ambas. La segunda ley de Newton es una de las más importantes de toda la física. Para un cuerpo cuya masa m es constante, puede escribirse de la forma F = ma, donde F (fuerza) y a (aceleración) son cantidades vectoriales. Si un cuerpo tiene una fuerza neta que actúa sobre él, se acelera de acuerdo con la ecuación. Por el contrario, si un cuerpo no se acelera, no hay ninguna fuerza neta que actúe sobre él.
Tercera ley de Newton: la ley de acción y reacción
La tercera ley de Newton establece que, cuando dos cuerpos interactúan, se aplican mutuamente fuerzas de igual magnitud y sentido contrario. La tercera ley también se conoce como ley de acción y reacción. Esta ley es importante para analizar los problemas de equilibrio estático, donde todas las fuerzas están equilibradas, pero también se aplica a los cuerpos en movimiento uniforme o acelerado. Las fuerzas que describe son reales, no meros dispositivos de contabilidad. Por ejemplo, un libro que descansa sobre una mesa aplica una fuerza hacia abajo igual a su peso sobre la mesa. Según la tercera ley, la mesa aplica una fuerza igual y opuesta al libro. Esta fuerza se produce porque el peso del libro hace que la mesa se deforme ligeramente, de modo que empuja hacia atrás al libro como un muelle enrollado.
Si un cuerpo tiene una fuerza neta que actúa sobre él, experimenta un movimiento acelerado de acuerdo con la segunda ley. Si no hay ninguna fuerza neta que actúe sobre un cuerpo, ya sea porque no hay ninguna fuerza o porque todas las fuerzas están precisamente equilibradas por fuerzas contrarias, el cuerpo no se acelera y puede decirse que está en equilibrio. A la inversa, un cuerpo que se observa que no se acelera puede deducirse que no tiene ninguna fuerza neta actuando sobre él.
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