sábado, 17 de julio de 2010

2 LEYES DEL MOVIMINETO DE NEWTON

2.1 INERCIA Y LA 1 LEY DE NEWTON

La primera ley del movimiento rebate la idea aristotélica de que un cuerpo sólo puede mantenerse en movimiento si se le aplica una fuerza. Newton expone que

Todo cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas impresas sobre él.[5]

Esta ley postula, por tanto, que un cuerpo no puede cambiar por sí solo su estado inicial, ya sea en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme, a menos que se aplique una fuerza o una serie de fuerzas cuyo resultante no sea nulo sobre él. Newton toma en cuenta, así, el que los cuerpos en movimiento están sometidos constantemente a fuerzas de roce o fricción, que los frena de forma progresiva, algo novedoso respecto de concepciones anteriores que entendían que el movimiento o la detención de un cuerpo se debía exclusivamente a si se ejercía sobre ellos una fuerza, pero nunca entendiendo como esta a la fricción.

En consecuencia, un cuerpo con movimiento rectilíneo uniforme implica que no existe ninguna fuerza externa neta o, dicho de otra forma, un objeto en movimiento no se detiene de forma natural si no se aplica una fuerza sobre él. En el caso de los cuerpos en reposo, se entiende que su velocidad es cero, por lo que si esta cambia es porque sobre ese cuerpo se ha ejercido una fuerza neta.

2.2 ACCION Y REACCION 3 LEY DE NEWTON

De hecho, la Tercera Ley de Newton o principio de acción y reacción me recuerda la técnica contable de partida doble de Luca Pacioli, expuesta en su libro Tractatus particularis de computis et scripturis (1494) y considerado padre de la contabilidad moderna. Tanto una técnica como otra utilizan pares de cantidades iguales que facilitan el cálculo numérico, no particularmente complejo pero sí extenso.

A mayor abundamiento, la partida doble contable y la Tercera Ley de Newton adolecen de las mismas deficiencias en cuanto supeditan la claridad conceptual a las ventajas de orden práctico.
Por citar brevemente alguna de ellas, el sistema de partida doble acaba metiendo en el activo del balance de las empresas conceptos tan dispares como edificios, programas informáticos, patentes o dinero en efectivo. Otra curiosidad técnica es que se acabe contabilizando en el concepto de inversiones tanto la construcción de una fábrica como la de un polideportivo. Un ejemplo figurado de la Tercera Ley de Newton sería el decir que si una persona le da una manzana a otra, ésta le devuelve una manzana negativa, con lo que la suma total permanece inalterable y el número de manzanas final de cada persona se corresponde ineludiblemente con la realidad observable.

En consecuencia, no se puede argumentar que no sea cierta y útil la Ley de Acción y Reacción. No obstante, yo todavía no he visto nunca ni he podido imaginar una manzana negativa. Los objetos negativos no existen en mi mundo. De igual forma, podría afirmar que las fuerzas negativas no existen, salvo que tengan carácter convencional o puramente matemático.
Esta característica instrumental de las fuerzas de acción y reacción de la Tercera Ley de Newton plantea dos problemas que pueden llegar a ser importantes:

En todo caso, me siento obligada a hacer explícito mi agradecimiento a Newton por su Ley de Acción y Reacción y por su postura de buscar explicaciones de naturaleza física y con sentido común a las fuerzas de la gravedad, por haberme ayudado al descubrir que no estaba sola en un mundo donde casi nadie sabe ni contesta; y, el resto, el que no estira el tiempo, se inventa nuevas y vibrantes dimensiones, se alimenta de manzanas negativas o va y viene a otros mundos o universos paralelos.

Desde otra perspectiva, la Tercera Ley de Newton refleja algo parecido al Principio de Conservación Global, que nos da la idea de que la energía ni se crea ni se destruye, sólo vacila.
Con un punto de vista científico, no puede haber intercambio entre lo real o físico y lo imaginario o abstracto; por mucho que se pueda llegar a confundir un concepto con otro. Igualmente, no se acaba el mundo objetivo con la muerte de una persona. Tampoco creo que se acabe su mundo espiritual, pero eso es más filosofía del amor que ciencia física.


2.3 SEGUNDA LEY DE NEWTON

Segunda ley de Newton o Ley de fuerza

La segunda ley del movimiento de Newton dice que
el cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime.[6]

Esta ley explica qué ocurre si sobre un cuerpo en movimiento (cuya masa no tiene por qué ser constante) actúa una fuerza neta: la fuerza modificará el estado de movimiento, cambiando la velocidad en módulo o dirección. En concreto, los cambios experimentados en la cantidad de movimiento de un cuerpo son proporcionales a la fuerza motriz y se desarrollan en la dirección de esta; esto es, las fuerzas son causas que producen aceleraciones en los cuerpos.

Consecuentemente, hay relación entre la causa y el efecto, esto es, la fuerza y la aceleración están relacionadas. Dicho sintéticamente, la fuerza se define simplemente en función del momento en que se aplica a un objeto, con lo que dos fuerzas serán iguales si causan la misma tasa de cambio en el momento del objeto.
En términos matemáticos esta ley se expresa mediante la relación:

F = ma

Donde es la cantidad de movimiento y la fuerza total. Bajo la hipótesis de constancia de la masa y pequeñas velocidades, puede reescribirse más sencillamente como:
que es la ecuación fundamental de la dinámica, donde la constante de proporcionalidad distinta para cada cuerpo es su masa de inercia, pues las fuerzas ejercidas sobre un cuerpo sirven para vencer su inercia, con lo que masa e inercia se identifican. Es por esta razón por la que la masa se define como una medida de la inercia del cuerpo.

Por tanto, si la fuerza resultante que actúa sobre una partícula no es cero, esta partícula tendrá una aceleración proporcional a la magnitud de la resultante y en dirección de ésta. La expresión anterior así establecida es válida tanto para la mecánica clásica como para la mecánica relativista, a pesar de que la definición de momento lineal es diferente en las dos teorías: mientras que la dinámica clásica afirma que la masa de un cuerpo es siempre la misma, con independencia de la velocidad con la que se mueve, la mecánica relativista establece que la masa de un cuerpo aumenta al crecer la velocidad con la que se mueve dicho cuerpo.

De la ecuación fundamental se deriva también la definición de la unidad de fuerza o newton (N). Si la masa y la aceleración valen 1, la fuerza también valdrá 1; así, pues, el newton es la fuerza que aplicada a una masa de un kilogramo le produce una aceleración de 1 m/s². Se entiende que la aceleración y la fuerza han de tener la misma dirección y sentido.

La importancia de esa ecuación estriba sobre todo en que resuelve el problema de la dinámica de determinar la clase de fuerza que se necesita para producir los diferentes tipos de movimiento: rectilíneo uniforme (m.r.u), circular uniforme (m.c.u) y uniformemente acelerado (m.r.u.a).
Si sobre el cuerpo actúan muchas fuerzas, habría que determinar primero el vector suma de todas esas fuerzas. Por último, si se tratase de un objeto que cayese hacia la tierra con un resistencia del aire igual a cero, la fuerza sería su peso, que provocaría una aceleración descendente igual a la de la gravedad.

No hay comentarios:

Publicar un comentario