Introducción: En este trabajo analizaremos las principales características de Las leyes de Newton o Principios de Newton, las cuales consisten en tres postulados expuestos por Isaac Newton en 1687, a partir de los cuales se explican la mayoría de los problemas planteados por la dinámica, principalmente los relativos al movimiento de los cuerpos. Estos conceptos son la base no solo de la dinámica clásica, sino que también de la física en general, permitiendo así explicar tanto el movimiento de los astros, como los movimientos de los proyectiles artificiales, hasta toda la mecánica de funcionamiento de las maquinas.

Leyes de Newton:

La dinámica es un ramo de la física que estudia la relación entre las fuerzas y los movimientos, la cual se basa en las tres leyes Newton:

Primera ley o principio de Inercia: Cada cuerpo material persiste en su estado de reposo o movimiento uniforme en línea recta, a menos que una fuerza, que actúa sobre el cuerpo, lo inste a cambiar de estado.

Segunda ley o principio de acción de fuerzas: 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.

Tercera ley o principio de acción-reacción: Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria: o sea, las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentido opuesto

Primera ley o principio de inercia:

Isaac Newton se basó en las observaciones y trabajos de Galileo para enunciar su primera ley o también llamado ley o principio de INERCIA, el cual postula que si sobre un cuerpo no se ejerce ninguna fuerza, entonces este permanece en reposo (velocidad 0) o bien, lo mas común, se mueve indefinidamente en un movimiento rectilíneo uniforme, con una velocidad constante, en otras palabras, esta ley menciona que un cuerpo no puede cambiar su estado inicial por si solo, a menos que a este se le aplique una o varias fuerzas que no se anulen sobre él.

Por lo que vemos, para formar este postulado, Newton tomo en

cuenta que el movimiento de todos lo cuerpos esta sometido constantemente a fuerzas de roce o fricción, así como la gravedad, las cuales se encargan de frenar de forma progresiva a estos cuerpos; un descubrimiento novedoso en aquella época, debido a que por entonces se creía que el movimiento o detención de los cuerpos solo se debía solo si se le aplicaba otra fuerza, pero nunca correspondiendo como esta fuerza a la fricción ejercida.

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. Como sabemos, el movimiento es relativo, es decir, depende de cual sea el observador que describa el movimiento. Se necesita, por tanto, un sistema de referencia al cual referir el movimiento. La primera ley de Newton sirve para definir un tipo especial de sistemas de referencia conocidos como Sistemas de referencia inerciales, que son aquellos sistemas de referencia desde los que se observa que un cuerpo sobre el que no actúa ninguna fuerza neta se mueve con velocidad constante.

Un ejemplo de esto: para el pasajero de un tren, el interventor viene caminando lentamente por el pasillo, mientras que para quien ve pasar desde un punto fijo, el interventor se esta moviendo a una gran velocidad. Para esto se

necesita un sistema de referencia al cual referir el movimiento, en este caso El Sistema de Referencia Inercial.

Ejemplos de la primera ley:

Segunda ley o principio de acción de fuerzas:

0

Sobre la esfera, así como sobre el libro, no se ejerce ninguna fuerza neta, por lo que se mueve con un movimiento relativo uniforme, con una velocidad cero.

En esta ocasión, Isaac Newton se baso en los estudios y postulados antes hechos por Hookey y Huygens para crear su segunda ley, también llamada principio de acción de fuerzas o mas conocido como principio de masa o principio fundamental de la dinámica, la cual se encarga de postular que ocurre si sobre un cuerpo en movimiento (cuya masa puede o no ser constante) actúa una fuerza neta; este menciona que esta fuerza modificara el estado de movimiento, cambiando la velocidad en módulo y dirección. Más concretamente, los cambios experimentados por un cuerpo son proporcionales a la fuerza motriz y se desarrollan en la dirección de esta, en otras palabras, las fuerzas son causas que producen aceleraciones en los cuerpos.

De esta forma, una fuerza puede poner en movimiento a un cuerpo que inicialmente se encontraba en reposo, detener un cuerpo inicialmente en movimiento, hacer que aumente o disminuya la velocidad con la que se desplaza, o simplemente deformar a este.

Tomando en cuenta esto, cuando el valor de esta fuerza aumenta, el efecto aumenta con ella y, por otro lado, esta misma puede producir efectos diferentes.

Todo esto llevo a Newton a crear su segunda ley, que, resumiendo, menciona que cuando sobre un cuerpo actúa una fuerza neta (F) se produce una aceleración (a), por lo que ambas magnitudes son

directamente proporcionales; en este caso, la constante de proporcionalidad es la masa (m) del cuerpo. Esto quedaría expresado con la siguiente formula:

F = m · a

Aquí se expresa la llamada ecuación fundamental de la dinámica, la cual es la expresión matemática de la segunda ley de Newton, que menciona que cuando una fuerza actúa sobre un objeto, este se pone en movimiento, acelera, desacelera o varía su trayectoria. Cuanto mayo es la fuerza, mayor es la variación del movimiento.

Ejemplos de la segunda ley:

Para que el auto se ponga en movimiento debe existir una fuerza que lo impulse, en este caso la del motor; lo mismo ocurre en ejemplo dos, ya que, según la segunda ley de Newton, la caja no se moverá a menos que no se aplique una fuerza

Tercera ley o principio de acción-reacción: Para desarrollar su tercera ley o principio de acción-reacción, Newton recurrió a sus propios razonamientos completamente originales, es decir, del desarrollo de sus propios experimentos, ideas y conclusiones. Esta ley expone que por cada fuerza que actúa sobre un cuerpo en una línea recta, este a su vez realiza otra de igual intensidad, pero en el sentido contrario sobre el cuerpo que la produjo, en otras palabras, las fuerzas siempre se presentan en pares de igual magnitud y dirección, pero con un sentido opuesto.

En este ámbito, es importante observar que este principio de acción y reacción relaciona dos fuerzas que no están aplicadas al mismo cuerpo, produciendo en ellos aceleraciones diferentes, según sean sus masas, por lo que no se anulan entre sí, además,

cada una de esas fuerzas obedece por separado a la segunda ley.

Esto es algo que podemos comprobar a diario en numerosas ocasiones. Por ejemplo, cuando queremos dar un salto hacia arriba, empujamos el suelo para impulsarnos, por lo que la reacción del suelo es la que nos hace saltar hacia arriba; o cuando estamos en una piscina y empujamos a alguien, nosotros también nos movemos en sentido contrario. Esto se debe a la reacción que la otra persona hace sobre nosotros, aunque no haga el intento de empujarnos. Entrando a materia más compleja, este principio supone que la interacción entre dos partículas se propaga instantáneamente en el espacio, por lo que esto requeriría velocidad infinita, lo cual no es válido para fuerzas electromagnéticas puesto que estas no se propagan por el espacio de modo instantáneo sino que lo hacen a velocidad finita, por lo que esto no cumple con la regla enunciada por Newton. Debido a esto, posteriormente, se ha desarrollado un postulado similar que cumple con todos los parámetros correspondientes, pero sin cambiar la estructura original de la tercera ley de Newton:

Para que el auto se ponga en movimiento debe existir una fuerza que lo impulse, en este caso la del motor; lo mismo ocurre en ejemplo dos, ya que, según la segunda ley de Newton, la caja no se moverá a menos que no se aplique una fuerza

La acción y la reacción deben ser de la misma magnitud, aunque no necesariamente deben encontrarse sobre la misma línea.

Ejemplos de la tercera ley:

Conclusión:

Como pudimos observar en este trabajo, las leyes formuladas por Isaac Newton hacen mas de tres mil años atrás, son los pilares fundamentales de la mecánica y la física, los cuales siguen siendo mucho más que vigentes hoy en día. Cabe recalcar que aun después de tanto tiempo estas tres leyes sigan siendo tema constante entre los científicos de la actualidad, los cuales siguen haciendo contribuciones a su mejoramiento.

Estos principios son la base del movimiento; se encuentran siempre a nuestro alrededor y entramos constantemente en su uso sin siquiera darnos cuenta. Están en nuestra vida, lo han estado siempre y lo seguirán estando, han cuando ni siquiera nos demos cuenta de su

importancia.

Cada vez que se aplica una fuerza sobre un objeto, este a su vez tiende siempre a contrarrestar con una fuerza de igual magnitud, como se muestra en ej. 1 con la acción del rose de una caja, o en el ej. 2 con la fuerza ejercida hacia la pared. Esto mismo a du vez puede representarse con el ejemplo de un auto que, al ejercer una fuerza al espacio, se le contrapone otra de igual magnitud.