Mediante este espacio pretendo apoyar la apropiación de estas dos fascinantes áreas del conocimiento por parte de mis estudiantes. Busco que adquieran una comprensión global de ellas y vean lo fáciles y sencillas que son cuando se les conoce.
"Quien descuida aprender en su juventud, pierde su pasado y muere para el futuro" Eurípides. Pensador griego.
Las
leyes de Newton se pueden redefinir mediante el concepto de cantidad de
movimiento. La primera ley, ley de la inercia, podemos ver quesi sobre un cuerpo no actúa una fuerza neta,
la cantidad de movimiento permanece constante, no cambia, esto reafirma el
hecho de que no se necesita una fuerza para que un cuerpo esté en movimiento,
el cuerpo se moverá con momentum constante hasta que una fuerza neta lo cambie
de estado. A su vez, si sobre el cuerpo actúa una fuerza neta, el cuerpo
experimentará un impulso, al cambiar su cantidad de movimiento, lo apreciamos
claramente en el movimiento de proyectiles, como lo muestra la gráfica
siguiente, el objeto está bajo la acción de la fuerza de gravedad en cada
instante y por ello se presenta un cambio en su cantidad de movimiento (al
cambiar su velocidad), es importante señalar, que como la cantidad de
movimiento en este caso tiene dos componentes, una vertical y otra horizontal,
la componente horizontal permanece sin cambios – es constante- no actúa fuerza
neta en esa dirección, mientras que en la dirección vertical al actuar una
fuerza neta si cambia la cantidad de movimiento.
La
segunda ley es más explícita, al expresar la fuerza como la variación en el
tiempo de la cantidad de movimiento del cuerpo.
La
tercera ley de Newton o ley de acción – reacción, en un sistema aislado da
origen al importantísimo principio de conservación de la cantidad de
movimiento, cuando un cuerpo interacciona solo con otro, la cantidad de
movimiento de ese sistema se conserva, permanece constante, como se muestra en
las gráficas siguientes.
La cinemática estudia el movimiento de los
cuerpos, sin embargo no nos puede decir cuál será el movimiento de un cuerpo.
Como veremos a continuación, son las fuerzas las que provocan cambios en el movimiento,
es decir, aceleración, y nos permiten predecir el movimiento subsecuente de un
objeto. El estudio de las causas del movimiento se llama dinámica. Así como la
cinemática nos dice cómo se mueven los cuerpos, la dinámica nos dice por qué se
mueven.
Las leyes que describen el movimiento de los
cuerpos fueron descritas por Isaac Newton, en 1687 en su libro Philosophiae
naturalis principia mathematíca, (del latín: Principios
matemáticos de la filosofía natural), también
conocido simplemente como Principia. Estas leyes se conocen ahora
como las leyes de Newton, y se basan en observaciones cuidadosas y extensas.
Dan una descripción extraordinariamente exacta del movimiento de los cuerpos,
pequeños y grandes, simples y complejos.
Necesitamos trascender las leyes de
Newton sólo para la descripción en sistemas tan pequeños como el átomo, o
cuando las velocidades se acercan a la velocidad de la luz, 300.000 km/s. En su
simplicidad y amplitud, las leyes de Newton representan un logro muy importante
para la humanidad en la comprensión del comportamiento de los cuerpos en
la naturaleza, desde una manzana hasta el movimiento de los planetas.
FUERZA
La fuerza es una magnitud física de
carácter vectorial capaz de deformar los cuerpos (efecto estático), o modificar
su estado de movimiento, es decir, su velocidad o su inercia y ponerlos en
movimiento si estaban inmóviles (efecto dinámico). En este sentido, la fuerza
puede definirse como toda acción capaz de modificar el estado de movimiento o
de reposo de un cuerpo (imprimiéndole una aceleración, que modifica el módulo o
la dirección de su velocidad) o también de deformarlo.
Característica de
la Fuerzas:
1.
Magnitud: consiste en el mayor o menor grado de fuerza aplicada para
producir cambios de forma o de movimiento. También es conocida como la
intensidad que representa la cantidad de fuerza aplicada sobre el objeto.
2.
Dirección: establece la orientación o trayectoria en que se
mueve el cuerpo por efecto o aplicación de la fuerza.
3.
Punto de aplicación: es la zona, lugar, sitio donde se ejerce o aplica la
fuerza al objeto.
La
magnitud de una fuerza en el sistema internacional de unidades se mide en
newton, N, en honor de Isaac Newton. Un newton equivale a la fuerza que hay que
aplicarle a un kg de masa para producirle una aceleración de 1m/s2. En el
sistema británico, la unidad de fuerza es la libra, que corresponde a la fuerza
necesaria para imprimirle a una masa patrón una aceleración de 1 pie/s2
La
equivalencia entre los dos sistemas de medidas es: 1 libra =
4.45 N
MEDICIÓN DE LAS FUERZAS
Las
fuerzas se miden con un instrumento denominado dinamómetro, el siguiente video lo ilustra muy
bien:
