Unidad 2: Leyes de Newton.El problema central de la mecnica clsica de las partculas es el siguiente: (1) se nos da una partcula cuyas caractersticas (masa, carga, momento dipolo magntico, etc.), conocemos.(2) colocamos esta partcula, con una velocidad inicial conocida, en un medio ambiente del cual tenemos una descripcin completa. El problema; cmo seguir movindose la partcula?Este problema fue resulto, por lo menos para una gran variedad de medios ambientes, por Isaac Newton cuando propuso sus leyes del movimiento y formulo su ley de la gravitacin universal.Para poder resolver este problema tenemos que introducir el concepto de Fuerza, que lo definimos como en funcin de la aceleracin a que experimenta un cierto cuerpo patrn. El concepto de fuerza, que es en el fondo una tcnica para relacionar el medio ambiente con el movimiento de la partcula, aparece tanto en las leyes del movimiento (que nos dicen qu aceleracin experimentara un cuerpo dado la accin de una determinada fuerza) como en las leyes de las fuerzas (que nos dicen cmo calcular la fuerza que obrar sobre un cuerpo dado en un medio ambiente determinado).La masa gravitatoria y la masa inercial se suman a la lista de conceptos para poder resolver estos problemas.La masa gravitatoria es aquella fuerza gravitatoria que ejerce un cuerpo sobre otro, mientras que la masa inercial es la resistencia de un cuerpo hacia la aceleracin, las dos se representan con la letra m porque experimentalmente la masa gravitatoria y la masa inercial son iguales. El hecho de que la masa gravitatoria y la masa inercial sean proporcionales es una caracterstica nica de la fuerza de gravedad. Una de las consecuencias de esto es que si se desprecia la resistencia al aire todos los objetos prximos a la tierra caen al mismo tiempo. Para demostrar las fuerzas que actan sobre un cuerpo libre, se suele representar con un diagrama de cuerpo libre, en el cual se muestra las fuerzas internas y externas que actan sobre el cuerpo. Normalmente tambin se le conoce como diagrama de fuerzas en espaol.(DIBUJO DE UN DIAGRAMA) Segn el punto de vista aristotlico que domino las ideales medievales sobre el movimiento, los objetos solo se mueven si estn sometidos a una fuerza responsable de su movimiento. La primera ley de Newton enuncia que: Todo objeto continua en estado de reposo o de movimiento uniforme rectilneo, a no ser que sobre el acten fuerzas que le hagan cambiar dicho estado. La primera ley nos lleva a definir un sistema de coordenadas inerciales o sistema de referencia inercial donde se cumpla la primera ley.Vase el caso de la tierra, nosotros estando en la tierra estamos referidos a la inercia de la rotacin de la tierra, pero sin embargo se desprecia muy a menudo, pero si afectan en gran escala a la atmosfera y mares.Ahora bien veamos el caso de una chica montada en un tiovivo ella puede ver montada en este objetos en reposo que parecen experimentar un movimiento complicado, mientras que para un chico en reposo sobre el suelo el mismo objeto estar en reposos. La primera ley es vlida en este caso para el chico en reposo, pero no para la chica, ya que ella se encuentra en aceleracin y la primera ley no es vlida para alguien que se encuentre en aceleracin. Segn la primera ley de Newton la fuerza neta sobre un objeto debe ser cero para que para que el movimiento de translacin del objeto permanezca estable.La tercera ley de Newton relaciona la fuerza que dos objetos ejercen y nos resultan familiar en nuestra formas cotidianas. Por ejemplo, supongamos que nos encontramos en reposo en una piscina, si empujamos la pared de la piscina con las piernas, la pared ejerce una fuerza que nos lleva hacia el interior de la piscina. La fuerza que ejerce la pared hacia nosotros es de sentido inverso de la que nosotros aplicamos. Newton observo que cundo nosotros aplicamos una fuerza a algn objeto la fuerza proveniente del objeto es igual pero en sentido opuesto. Esta relacin que se conoce como la tercera ley de newton es vlida si los dos objetos estn acelerados, tales como accin y reaccin.La frmula general para la tercera ley de Newton es; Para cada accin existe siempre una reaccin igual pero en sentido opuesto. La segunda ley de Newton en cambio a la tercera ley, enuncia que cuando se ejerce una fuerza neta sobre un objeto, el objeto sufre un desplazamiento en la misma direccin de la fuerza ejercida. Si dos magnitudes son proporcionales, una de ellas es igual a un nmero, o constante de proporcionalidad por la otra, as podemos relacionar la fuerza (F) por la aceleracin (a), por la segunda ley de Newton F = ma.Donde la constante de m es la medida de la masa de un objeto, la masa es la cantidad de materia que consta el objeto o en otras palabras de su inercia. Cuanto mayor es la masa de un objeto mucho menor es el efecto que una fuerza produce sobre su movimiento. La masa se relaciona con el peso, pero es muy diferente de este; El peso de un objeto es la fuera que la gravedad ejerce sobre el objeto, y es por lo tanto una magnitud vectorial; la masa en cambio no es una magnitud vectorial si no una escalar.Al hablar de la segunda ley de Newton tambin es bueno introducir el concepto de fuerza centrpeta, es un tipo de movimiento circular donde la masa y la velocidad y el radio de la circunferencia, la magnitud de la fuerza es mv2/r y est dirigida hacia el centro de la circunferencia. Tambin junto al concepto de fuerza centrpeta entra el concepto de fuerza centrfuga que se refiere a una fuerza ficticia para un observador en reposo, ya se para un sistema circular, por ejemplo una pelota sostenida de un hilo mientras una mano da vueltas al sistema.

Bibliografia;

Fisica para la ciencia y la tecnologa, quinta edicin, editorial revert, Espaa, 2005