Las tres leyes del movimiento de Sir Isaac Newton se publicaron por primera vez en 1687 y continúan dando una descripción bastante precisa de la naturaleza (con algunas excepciones, como el comportamiento de las cosas en el espacio distante o dentro de los átomos). Representan algunos de los primeros grandes éxitos de la humanidad en el uso de fórmulas matemáticas simples para describir el mundo natural y formar una teoría física elegante e intuitiva que allanó el camino para avances posteriores en física.
Estas leyes se aplican a los objetos en el mundo real y nos han permitido hacer cosas como simular colisiones de autos, navegar naves espaciales y jugar al billar, Realmente bien. Ya sea que estemos conscientes de ellos o no, las leyes del movimiento de Newton están en juego en casi todas las acciones físicas de nuestra vida diaria.
La primera ley de Newton
La primera ley de Newton establece que a menos que un cuerpo (como una pelota de goma, coche, o planeta) recibe la acción de alguna fuerza, un cuerpo en movimiento tiende a permanecer en movimiento y un cuerpo en reposo tiende a permanecer en reposo. Este postulado es conocido como la ley de la inercia.
Lo que esto significa, prácticamente hablando, es que una bola rodante u otro objeto solo se ralentiza debido a fuerzas como la gravedad y la fricción. Aún más intuitivamente, una bola en reposo no va a ninguna parte a menos que se le dé un empujón o un lanzamiento. ¡Dada esta ley, una bola lanzada al vacío del espacio, teóricamente, seguirá viajando a la misma velocidad mientras pueda evitar impactos con cuerpos celestes y sus tirones de gravedad!
La segunda ley de Newton
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 cuando una fuerza externa actúa sobre un cuerpo, produce una aceleración (cambio en la velocidad) del cuerpo en la dirección de la fuerza.
Este postulado se escribe comúnmente como F = ma, donde F (fuerza) y a (aceleración) son cantidades vectoriales y, por lo tanto, tienen magnitud y dirección, y m (masa) es constante. Aunque puede sonar un poco denso, la segunda ley de Newton es una de las más importantes en toda la física y, como la primera ley, también es bastante intuitiva.
Por ejemplo, piense en una pequeña bola de goma y una bola de boliche. Para hacer que rueden juntos a la misma velocidad, necesitarás empujar más fuerte (aplicar más fuerza) en la bola de boliche más grande y más pesada porque tiene una masa mayor. De manera similar, si las dos bolas están rodando juntas cuesta abajo. Puede predecir que la bola de boliche golpeará una pared con una fuerza más dañina que la bola más pequeña. Esto se debe a que su fuerza es igual al producto de su masa y aceleración.
La tercera ley de Newton
La tercera ley de Newton establece que cuando dos cuerpos interactúan, aplican fuerzas entre sí que son iguales en magnitud y opuestas en dirección. Esto se conoce comúnmente como la ley de acción y reacción (comúnmente se dice que “cada acción tiene una reacción igual y opuesta”).
Esta idea se ve claramente en el retroceso de un arma. La explosión de la bala que sale del cañón hace que la pistola se mueva rápidamente en la dirección opuesta. Un poco menos intuitivo, pero igual de cierto, es el hecho de que un libro que descansa sobre una mesa aplica una fuerza hacia abajo igual a su peso sobre la mesa. Y la tabla 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 el libro hacia atrás como un resorte enrollado. Si la tabla no pudiera hacerlo, el peso del libro la rompería.
