EXPLICACION DEL MOVIMIENTO POR NEWTON

LA EXPLICACIÓN DEL MOVIMIENTO EN EL ENTORNO

Galileo Galilei fue el primer científico que describió completa y correctamente la caída libre de los cuerpos, así como otros movimientos. El reconoció la importancia de las matemáticas en la descripción de la naturaleza e inicio con la fructífera rama de la física matemática, que alcanzo alturas máximas con científicos como newton, maxwell y Einstein, entre otros, y que desempeña un papel vital en el pensamiento científico actual.

Fue galileo quien reconoció que una descripción cinemática de la caída libre o del movimiento de proyectiles no era suficiente para describir por completo dichos movimientos, pues faltaba por resolver las cuestiones dinámicas concernientes a las causas del movimiento y a las regularidades que rigen sus cambios.

Este punto de vista fue compartido con Isaac newton (1643-1727), quien hizo una descripción dinámica del movimiento y lo dio a conocer en 1687 con la publicación de su libro philosophiae naturalis principia mathematica (principios matemáticos de la filosofía natural).

Newton estableció en los principia lo que se conoce como leyes de newton y que forman la base de la mecánica clásica. Estas leyes describen y predicen el movimiento de los cuerpos que nos rodean, así como el movimiento de los planetas y de los satélites del sistema solar, el vuelo de los aviones, etcétera.

Con el propósito de que reconozcan la importancia de una descripción dinámica del movimiento de los cuerpos.

Primera ley de newton: el estado de reposo movimiento rectilíneo uniforme: la inercia y su relación con la masa

¿Alguna vez te preguntaste porque cuando un vehículo esta en reposo y arranca precipitadamente, los pasajeros se van hacia atrás? ¿Por qué si se suelta algún objeto del portaequipajes de un vehículo, el objeto se desplaza en dirección a la que tenía, o cuando andas en bicicleta por una calle sin inclinación y alcanzas cierta velocidad, ¿Por qué puedes avanzar sin pedalear? ¿Has observado que cuando pateas un balón este se mueve aunque no esté junto a él y después de unos metros se detiene en el pasto?

Las preguntas anteriores son ejemplos de situaciones que alguna vez hemos experimentado.

Si queremos mover los sillones de la sala de nuestra casa, tenemos que empujarlos. En física, la idea de empujar o jalar esta sociedad con el concepto de fuerza; es decir, para mover los muebles necesitamos aplicar una fuerza, la cual debe existir durante todo el movimiento, pues si dejamos de empujar o de jalar, el movimiento cesará.

Estas situaciones y muchas más de la vida diaria podrían hacer suponer que se requiere una fuerza para mantener un cuerpo en movimiento.

Aristóteles, al reflexionaren la causa de los movimientos, tuvo exactamente esa idea: “cuando una fuerza deja de aplicarse sobre un objeto, este vuelve inmediato al reposo”.

Antes de que se admitiera la existencia del movimiento en ausencia de fuerzas tuvo que pasar mucho tiempo, y fue galileo quien ideo un experimento para comprobar esta idea. Él pensó en una situación ideal en la que había dos planos inclinados sin fricción: uno donde dejaba resbalar hacia abajo una esfera y otro donde la esfera subía.

Segunda ley de newton: relación fuerzas, masa y aceleración. El newton como unidad de fuerza

Muchos de los cuerpos que observamos a nuestro alrededor cambian su estado de reposo o de movimiento; por ejemplo, un balón de futbol que inicialmente esta en reposo, incrementa su velocidad al aplicarle una fuerza. De la misma manera, una pelota horizontalmente por el piso, se detiene después de transcurrido cierto tiempo. La mayor parte del movimiento que observamos es el resultado de una o más fuerzas aplicadas.

En la vida diaria también advertimos que una fuerza f aplicada a un cuerpo origina una aceleración a. Al duplicarla fuerza aplicada al cuerpo (2f), se publica, su aceleración; es decir 2ª, si se triplica la fuerza (3f), de igual modo se triplicará la aceleración 3ª.

De acuerdo con lo anterior, puede señalarse que la segunda ley de newton junto con la elección de la masa patrón (masa de un kilogramo) permite fijar la unidad de fuerza, además de permitir el calibrado de balanzas y la determinación operacional de la masa de cualquier objeto.

De la segunda ley de newton se concluye que un cuerpo se acelera en la dirección y sentido de la fuerza que actúa sobre él. Aplicada en el sentido del movimiento del cuerpo, una fuerza aumentara la velocidad del cuerpo; aplicada en el sentido contrario, disminuirá la velocidad del cuerpo, y aplicada en el Angulo recto, causara la desviación del objeto de su movimiento inicial.

.

Tercera ley de newton: la acción y la reacción. Magnitud y sentido de las fuerzas

¿Por qué si los remeros de una lancha empujan el agua hacia atrás, avanzan hacia adelante? La tercera ley de newton se refiere a las fuerzas de acción y reacción y nos permite responder con claridad las preguntas anteriores así como comprender mejor algunos fenómenos que nos rodean, como el que se ilustra en la siguiente actividad.

Las fuerzas que ejercen ambos compañeros en la actividad anterior reciben el nombre de fuerzas de acción y fuerzas de reacción.

La fuerza que ejerce el compañero que empuja recibe el nombre de fuerza de acción y la fuerza que siente el que empujó, es la fuerza de reacción. Newton relacionó estas dos fuerzas en su tercera ley, que establecen: a toda fuerza de acción le corresponde una fuerza de reacción de igual magnitud y dirección, pero dirigida en sentido contrario.

Así, cuando caminamos, nuestro pie ejerce una fuerza de acción sobre el piso, en tanto que el piso ejerce la de reacción y permite nuestra locomoción.

Siempre que interactúan dos cuerpos, aparecen dos fuerzas, una sobre cada uno. De esto se deduce que las fuerzas de acción y reacción actúan en cuerpos distintos, pero simultáneamente. Con la tercera ley del movimiento, Newton completo la caracterización general del concepto de fuerzas y explico, en esencia que toda fuerza que puede existir tiene su imagen gemela. En palabras de Newton: “siempre que tiramos o presionamos algo, somos tirados o presionados por aquellos. Si presionamos una piedra con nuestro dedo, el dedo también será presionado por la piedra. Si un caballo tira de la piedra atada a una soga, el caballo (si puede hablarse así) será igualmente tirado hacia la piedra,

...