Inercia Y La Primera Ley Del Movimiento De Newton

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La primera ley de movimiento de newton dice: "un cuerpo en reposo permanecerá en reposo, y un cuerpo en movimiento permanecerá en movimiento a menos que sea accionado por una fuerza externa".

La primera ley del movimiento de Isaac Newton describe el comportamiento de un cuerpo masivo en reposo o en movimiento lineal uniforme, es decir, no acelerando o girando. La Primera Ley dice: "Un cuerpo en reposo permanecerá en reposo, y un cuerpo en movimiento permanecerá en movimiento a menos que sea accionado por una fuerza externa".

Esto simplemente significa que las cosas no pueden comenzar, detenerse o cambiar de dirección por sí mismas. Requiere algo de fuerza que actúe sobre ellos desde el exterior para causar tal cambio. Si bien este concepto nos parece simple y obvio hoy en día, en la época de Newton era verdaderamente revolucionario.

Newton publicó sus leyes del movimiento en 1687, en su obra seminal "Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica" (Principios matemáticos de la filosofía natural) en la que formalizó la descripción de cómo los cuerpos masivos se mueven bajo la influencia de fuerzas externas.

Newton amplió el trabajo anterior de Galileo Galilei, quien desarrolló las primeras leyes precisas de movimiento para las masas, según Greg Bothun, profesor de física en la Universidad de Oregón. Los experimentos de Galileo mostraron que todos los cuerpos aceleran a la misma velocidad sin importar el tamaño o la masa. Newton también criticó y amplió el trabajo de Rene Descartes, quien también publicó un conjunto de leyes de la naturaleza en 1644, dos años después del nacimiento de Newton. Las leyes de Descartes son muy similares a la primera ley del movimiento de Newton.

En aquel entonces, la mayoría de las personas creían que el estado natural de un cuerpo era descansar. Era obvio que impartir movimiento a un cuerpo en reposo requería la aplicación de una fuerza externa. Sin embargo, también se creía que requería una fuerza externa continua para mantener un cuerpo en movimiento. Sobre la base de su experiencia con los objetos cotidianos, esta no fue una conclusión totalmente irrazonable. Después de todo, si su caballo dejara de tirar, su carro dejaría de rodar, y si el viento dejaba de soplar, su barco dejaría de moverse. Por lo tanto, la gente asumió que estos objetos simplemente volvían a su estado natural de reposo. Tomó un notable salto de intuición para darse cuenta de que tenía que haber una fuerza externa que actuara para detener los movimientos de estos objetos.

Tomemos el caso de una piedra plana que se desliza sobre la superficie lisa de un lago congelado. Si esa piedra fuera un pedazo de mármol pulido, se deslizaría considerablemente más lejos que una piedra de pavimento en bruto. Es evidente que la fuerza de fricción es mayor en la piedra de pavimentación áspera que en el mármol pulido. Sin embargo, mientras que la fuerza de fricción entre la canica y el hielo es menor que entre la piedra áspera y el hielo, todavía no es cero.

¿Qué pasaría, entonces, si la fuerza de fricción fuera a cero? El golpe de genio de Newton en este caso fue darse cuenta de que sin la presencia de una fuerza externa como la fricción que actúa sobre un cuerpo en movimiento, no había razón para que se detuviera.

Marcos de referencia inerciales

Esta propiedad de los cuerpos masivos para resistir cambios en su estado de movimiento se llama inercia, y esto lleva al concepto de Marcos de referencia inerciales. Un marco de referencia inercial se puede describir como un sistema de coordenadas tridimensional que no está acelerando ni girando; sin embargo, puede estar en movimiento lineal uniforme con respecto a algún otro marco de referencia inercial. Newton nunca describió explícitamente los marcos de referencia inerciales, pero son una consecuencia natural de su Primera Ley del Movimiento.

Cuando decimos que un cuerpo está en movimiento, uno podría preguntar, ¿en movimiento comparado con qué? ¿Podrías atrapar una pelota de béisbol a 100 mph en tu mano desnuda? Podría hacerlo si viajara en un tren a 100 mph, y alguien en ese tren le tiró la pelota con suavidad. El tren y la vía existen ambos en sus propios marcos de referencia inerciales, y la velocidad de la bola depende del marco de referencia inercial desde el que se ve. Si estuvieras parado en la plataforma y un pasajero en ese tren te arrojara la pelota por la ventana, no sería prudente intentar atraparla con tu mano desnuda.

La primera ley de Newton en acción.

Los cohetes que viajan a través del espacio abarcan las tres leyes de movimiento de Newton.

Antes de que incluso se lance un cohete, está en reposo en la superficie de la Tierra. Permanecería en reposo indefinidamente sin que ninguna fuerza externa actuara sobre él. La primera ley de Newton también se aplica cuando el cohete se desliza a través del espacio sin fuerzas externas sobre él, viajará en línea recta a una velocidad constante para siempre.

Ahora que sabemos cómo se comporta un objeto cuando no hay ninguna fuerza externa que actúe sobre él, ¿qué sucede cuando hay una fuerza externa, como los motores que disparan para lanzar el cohete al espacio? Esa situación es descrita por la Segunda Ley del Movimiento de Newton.

Reporte adicional de Rachel Ross, colaboradora de WordsSideKick.com.

Ver también:

  • Las leyes del movimiento de Newton
  • Reacciones iguales y opuestas: la tercera ley del movimiento de Newton

Recursos adicionales

  • Hiperfísica: las leyes de Newton
  • La clase de física: las leyes de Newton
  • NASA: Las leyes del movimiento de Newton


Suplemento De Vídeo: Primera Ley de Newton - Ley de la Inercia - Concepto General - Video 105.




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