Leyes de Newton

Introducción

En el presente trabajo hacemos un estudio sobre la dinámica, definida la misma como "…la parte de la mecánica encargada de estudiar el movimiento y sus causas".

Es importante mencionar que la cinemática, la cual se encarga se estudiar el movimiento sin importar las causas que lo originan, junto con la dinámica constituyen la mecánica. Aplicándose sus conceptos en la formación de otros campos de la física.

Iniciando la presente tarea con una breve reseña histórica o biografía de Isaac Newton. Para posteriormente profundizar en el estudio de los principios o leyes observadas por éste gran científico.

En ésta tarea analizaremos las causas de determinados movimientos, qué hace que él se produzcan dichos movimientos y las leyes que rigen esas causas.

Las leyes a estudiar son: Ley de la Inercia, Ley Fundamental de la Dinámica, Ley de Acción y Reacción, terminando con la Ley de Gravitación Universal.

En cada uno de los temas presentamos ilustraciones o figuras de las fuerzas que actúan o interactúan para modificar el estado de reposo, movimiento o forma de los cuerpos, y desarrollamos ejemplos con el fin de hacerlo más comprensible al lector.

Isaac Newton en la Historia

Sir Isaac Newton (1642-1727), insigne figura de la revolución científica del siglo XVII. Considerado como el mayor genio científico de todos los tiempos.

Transcurriendo la navidad del año 1642, coincidiendo con el año de la muerte de Galileo, nace en una pequeña ciudad de Inglaterra llamada Woolsthorpe el gran físico, matemático y astrónomo Isaac Newton, quien es considerado como uno de los científicos que más ha aportado al desarrollo de la humanidad.

Desde niño (contaba con apenas 2 años) quedó huérfano de padre, encargándose de su educación un abuelo. Esa falta de por parte de la madre, quien se había casado y mudado a otra ciudad fueron factores influyentes en su persona, hasta tal punto que era de temperamento tímido, introspectivo e intolerante, características que llevó hasta su edad adulta.

En el año 1661, cuando tenía 18 años fue enviado a estudiar al colegio de la Trinidad (Trinity College) de la Universidad de Cambridge con el objeto de que continuara sus estudios, dedicándose al estudio de las matemáticas.

En el año 1665, motivado al brote de la peste, la universidad cerró sus puertas y Newton regresó a su pueblo natal donde permaneció por espacio de 18 meses. Durante ese período se dedicó al estudio, los que le permitió elaborar los cimientos de toda su obra posterior. Este período lo consideró como "el impulso de su vida para la invención".

En el año 1669 fue nombrado catedrático de matemática en Cambridge en sustitución de su profesor Isaac Barrow.

Entre sus trabajos se pueden destacar:

• El establecimiento de las bases mecánicas, con sus famosas leyes, conocidas hoy en día como leyes de Newton.

• Hace el estudio de la composición de la luz blanca, ideando el disco de Newton.

• La elaboración y formulación de la ley de gravitación universal.

• La creación de las bases del cálculo diferencial e integral para investigar las leyes físicas.

• El desarrollo del binomio de Newton, el cual es un binomio en series de potencias usado en matemática.

Primera Ley de Newton o la Ley de Inercia

Antes de enunciar dicha ley, es necesario que pensemos acerca de algunos hechos que se nos presentan:

• 1. Si un autobús en movimiento frena, se observa que los pasajeros salen impulsados hacia delante, como si los cuerpos de las personas trataran de continuar moviéndose.

• 2. Si el mismo autobús, estando en reposo, arranca bruscamente, los pasajeros son impulsados hacia atrás, como si los cuerpos de las personas trataran de continuar en estado de reposo en que se encontraban.

• 3. Si una pelota de béisbol es lanzada por un suelo pedregoso, notamos que a medida que avanza va disminuyendo su velocidad, hasta llegar un momento en que se detiene.

• 4. Si la misma pelota es lanzada por un piso liso y pulimentado, se observa que rodará más que en el caso anterior, pero aún así, llegará el momento en que se detendrá. Ver figura 1

Si revisamos el ejemplo (1), notamos que un cuerpo en movimiento tiene tendencia a continuar en movimiento. En el ejemplo (2) observamos que un cuerpo en reposo es propenso a continuar en reposo.

Los ejemplos (3) y (4) nos dan a entender que la disminución de la velocidad que tienen los cuerpos en movimiento se debe simplemente al roce entre ellos al pavimento. De no ser así, continuarían moviéndose indefinidamente y con movimiento rectilíneo uniforme.