Leyes de Newton - Ministerio de Educación

1 Leyes de NewtonLas Leyes de Newton , tambi n conocidas como Leyes del movimiento deNewton,1 son tres principios a partir de los cuales se explican una granparte de los problemas planteados en mec nica cl sica, en particularaquellos relativos al movimiento de los cuerpos, que revolucionaron losconceptos b sicos de la f sica y el movimiento de los cuerpos en los cimientos no solo de la din mica cl sicasino tambi n de la f sica cl sica en general. Aunqueincluyen ciertas definiciones y en cierto sentido puedenverse como axiomas, Newton afirm que estaban basadasen observaciones y experimentos cuantitativos; ciertamenteno pueden derivarse a partir de otras relaciones m sb sicas.

2 La demostraci n de su validez radica en La validez de esas predicciones fueverificada en todos y cada uno de los casos durante m s dedos En concreto, la relevancia de estas Leyes radica en dos aspectos: por unlado constituyen, junto con la transformaci n de Galileo, la base de lamec nica cl sica, y por otro, al combinar estas Leyes con la ley de lagravitaci n universal, se pueden deducir y explicar las Leyes de Keplersobre el movimiento planetario. As , las Leyes de Newton permitenexplicar, por ejemplo, tanto el movimiento de los astros como losmovimientos de los proyectiles artificiales creados por el ser humano y toda la mec nica de funcionamiento de las m quinas.

3 Suformulaci n matem tica fue publicada por Isaac Newton en 1687 en su obra Philosophi naturalis principia 1 La din mica de Newton , tambi n llamada din mica cl sica, solo se cumple en los sistemas de referencia inerciales (que semueven a velocidad constante; la Tierra, aunque gire y rote, se trata como tal a efectos de muchos experimentos pr cticos). Soloes aplicable a cuerpos cuya velocidad dista considerablemente de la velocidad de la luz; cuando la velocidad del cuerpo se vaaproximando a los 300 000 km/s (lo que ocurrir a en los sistemas de referencia no-inerciales) aparecen una serie de fen menosdenominados efectos relativistas.

4 El estudio de estos efectos (contracci n de la longitud, por ejemplo) corresponde a la teor a dela relatividad especial, enunciada por Albert Einstein en te ricos de las leyesPrimera ley de Newton o ley de inerciaSistemas de referencia inercialesAplicaci n de la primera ley de NewtonLa primera y segunda ley de Newton , enlat n, en la edici n original de su obraPrincipia Mathematica ndiceSegunda ley de Newton o ley fundamental de la din micaSi la masa es constanteSi la masa no es constanteCantidad de movimiento o momento linealAplicaciones de la segunda ley de NewtonTercera ley de Newton o principio de acci n y reacci nAplicaciones de la Tercera Ley de NewtonLimitaciones y generalizaciones posterioresGeneralizaciones relativistasTeorema de EhrenfestV ase tambi nNotasReferenciasBibliograf aEnlaces externosLa din mica es la

5 Parte de la f sica que estudia las relaciones entre losmovimientos de los cuerpos y las causas que los provocan, en concretolas fuerzas que act an sobre ellos. La din mica, desde el punto de vistade la mec nica cl sica, es apropiada para el estudio din mico de sistemasgrandes en comparaci n con los tomos y que se mueven a velocidadesmucho menores que las de la Para entender estos fen menos, elpunto de partida es la observaci n del mundo cotidiano. Si se deseacambiar la posici n de un cuerpo en reposo es necesario empujarlo olevantarlo, es decir, ejercer una acci n sobre de estas intuiciones b sicas, el problema del movimiento es muycomplejo: todos aquellos que se observan en la naturaleza (ca da de unobjeto en el aire, movimiento de una bicicleta, un coche o un coheteespacial) son complicados.

6 Esto motiv que el conocimiento sobre estoshechos fuera err neo durante siglos. Arist teles pens que el movimientode un cuerpo se detiene cuando la fuerza que lo empuja deja de se descubri que esto no era cierto pero el prestigio deArist teles como fil sofo y cient fico hizo que estas ideas perduraransiglos,nota 2 4 hasta que cient ficos como Galileo Galilei o Isaac Newton hicieron avances muy importantes con sus nuevasformulaciones. Sin embargo hubo varios f sicos que se aproximaron de manera muy certera a las formulaciones de Newtonmucho antes de que este formulara sus Leyes del el caso del espa ol Juan de Celaya,5 matem tico, f sico, cosm logo, te logo y fil sofo que en 1517 public un tratadotitulado In octo libros physicorum Aristotelis cum quaestionibus eiusdem, secundum triplicem viam beati Thomae, realium etnominatium.

7 Obra de especial inter s para el estudio de los or genes de la moderna ciencia del movimiento. Durante su etapa enFrancia fue un escritor prol fico, escribiendo sobre todo acerca de la f sica de Arist teles y el movimiento. Tambi n public numerosos trabajos sobre filosof a y l gica. Fue uno de los impulsores de la l gica nominalista y de las ideas mertonianas de loscalculatores acerca de la din mica. Fue capaz de enunciar, dentro de las Leyes de Newton , la primera ley de o primer principio dela din mica (una de las Leyes m s importantes de la f sica) un siglo antes que HistoriaBusto de Arist telesOtro destacado pionero fue el tambi n espa ol, y disc pulo de Celaya,Domingo de Soto,7 fraile dominico y te logo considerado como elpromotor de la f sica Su teor a del movimientouniformemente acelerado y la ca da de los graves fue el precedente de laley de la gravedad de Newton .

8 Escribi numerosas obras de teolog a,derecho, filosof a y l gica y tambi n coment varios libros de f sica yl gica aristot lica, de los cuales el m s importante fue Quaestiones superocto libros physicorum Aristotelis (1551), sobre cinem tica y din mica,la cual fue publicada en varias ciudades italianas, influyendo enpersonajes como Benedetti o Galileo. Domingo de Soto fue uno de losprimeros en establecer que un cuerpo en ca da libre sufre una aceleraci nuniforme con respecto al tiempo dicha afirmaci n tambi n hab a sidoestablecida por Nicol s Oresme casi dos siglos antes y su concepci nsobre la masa fue avanzada en su poca.

9 En su libro Quaestiones explica la aceleraci n constante de un cuerpo en ca da libre deesta manera:Este tipo de movimiento propiamente sucede en los graves naturalmente movidos y en los un peso cae desde lo alto por un medio uniforme, se mueve m s veloz en el fin que en elprincipio. Sin embargo el movimiento de los proyectiles es m s lento al final que al principio: elprimero aumenta de modo uniformemente disforme, y el segundo en cambio disminuye de modouniformemente Domingo de Soto ya relacionaba dos aspectos de la f sica: el movimiento uniformemente disforme (movimiento uniformementeacelerado) y la ca da de graves (resistencia interna).

10 En su teor a combinaba la abstracci n matem tica con la realidad f sica,clave para la comprensi n de las Leyes de la naturaleza. Ten a una claridad rotunda acerca de este hecho y lo expresaba enejemplos num ricos concretos. Clasific los diferentes tipos de movimiento en:8 nota 3 Movimiento uniforme respecto al tiempo:Es aquel por el que el mismo m vil en iguales intervalos de tiempo recorre iguales distancias, como seda perfectamente en el movimiento extremadamente regular del disforme con respecto al tiempo:Es aquel por el cual, en partes iguales de tiempo son recorridas distancias desiguales, o en (tiempos)desiguales, (espacios) uniformemente disforme con respecto al tiempo.