¿cómo calcular la fuerza en la primera ley de newton?

¿cómo calcular la fuerza en la primera ley de newton?

¿cómo calcular la fuerza en la primera ley de newton?

enunciar la primera ley del movimiento de newton dar dos ejemplos

En esta lección, repasaremos las tres leyes del movimiento de Newton. Veremos las fórmulas asociadas a estas leyes, y aprenderás cómo se utilizan estas fórmulas en la física viendo situaciones de ejemplo en las que se producen.

Antecedentes de Isaac NewtonCuando se trata de decidir cuáles son los científicos más influyentes en el tema de la física, Sir Isaac Newton es ciertamente un fuerte contendiente. Sus numerosas contribuciones incluyen el descubrimiento de la ley de la gravitación universal, su contribución a la creación del cálculo y sus tres leyes del movimiento, entre otras. En esta lección nos centraremos en conocer las tres leyes del movimiento de Newton. Repasaremos cada ley individualmente, veremos sus fórmulas matemáticas y veremos las aplicaciones de estas leyes en el mundo que nos rodea.

Esta fórmula nos dice que una fuerza que actúa sobre un objeto es igual a la masa de ese objeto multiplicada por la aceleración causada por la fuerza. Esta fórmula se utilizará sistemáticamente a lo largo de los estudios de introducción a la física. Un excelente ejemplo de la segunda ley de Newton en nuestras vidas es nuestro peso. Puede que no pienses en ello de esta manera, pero tu peso es en realidad la fuerza gravitatoria de la tierra que actúa sobre ti. Tu peso es igual a tu masa multiplicada por la aceleración debida a la gravedad, 9,81 m/s. Ahora, utilicemos esta información para encontrar la fuerza debida a la gravedad que actúa sobre un hombre con una masa de 81 kilogramos:

fórmula de la primera ley del movimiento de newton

Explicación: La primera ley de Newton establece que un objeto en movimiento tiende a permanecer en movimiento a menos que actúe sobre él una fuerza neta. Esto significa que si no se tiene en cuenta la fricción, no se requiere una fuerza neta para mantener un objeto en movimiento si está en movimiento. Sólo se requiere una fuerza neta para cambiar el movimiento de un objeto. El objeto de 500 kg se mueve a una velocidad constante; por lo tanto, no hay ninguna fuerza neta (0 Newtons) que actúe sobre el objeto.

La respuesta «Dejar caer una caja hace que se acelere hacia abajo» se refiere a una caja con una fuerza que actúa sobre ella: la fuerza de la gravedad. Además, la caja se acelera, a diferencia de los objetos a los que se refiere la primera ley del movimiento de Newton, que tienen velocidades constantes.

Explicación: En el vacío no hay fricción debido a la resistencia del aire. La primera ley de Newton establece que un objeto en movimiento permanece en movimiento a menos que actúe sobre él una fuerza neta. Por tanto, la nave espacial viajará a velocidad constante (aceleración cero) de forma indefinida y la fuerza neta sobre la nave debe ser cero. Esto también puede demostrarse matemáticamente:

ejemplos de la primera ley del movimiento de newton

A primera vista, esta ley puede parecer que contradice tu experiencia cotidiana. Seguramente habrás notado que un objeto en movimiento suele frenar y detenerse a menos que se haga algún esfuerzo para mantenerlo en movimiento. La clave para entender por qué, por ejemplo, una caja que se desliza se ralentiza (aparentemente por sí sola) es comprender primero que una fuerza externa neta actúa sobre la caja para que ésta se ralentice. Sin esta fuerza externa neta, la caja seguiría deslizándose a una velocidad constante (tal y como establece la primera ley del movimiento de Newton). ¿Qué fuerza actúa sobre la caja para frenarla? Esta fuerza se llama rozamiento. La fricción es una fuerza externa que actúa en sentido contrario a la dirección del movimiento (véase la figura 4.3). Piensa en la fricción como una resistencia al movimiento que ralentiza las cosas.

Piensa en una mesa de hockey de aire. Cuando el aire está apagado, el disco se desliza sólo una corta distancia antes de que la fricción lo detenga. Sin embargo, cuando el aire se enciende, eleva ligeramente el disco, por lo que éste experimenta muy poca fricción al desplazarse por la superficie. Con la fricción casi eliminada, el disco se desliza con muy poco cambio de velocidad. En una superficie sin fricción, el disco no experimentaría ninguna fuerza externa neta (sin tener en cuenta la resistencia del aire, que también es una forma de fricción). Además, si sabemos lo suficiente sobre la fricción, podemos predecir con exactitud la rapidez con la que los objetos disminuirán su velocidad.

¿qué dice la segunda ley de newton?

Problemas de ejemploIntentemos resolver un problema de ejemplo. En esta ecuación un objeto está en movimiento, por lo que sabemos inmediatamente que utilizaremos la Primera Ley de Newton. El objeto se mueve con una velocidad constante, por lo que sabemos que no se está acelerando. Sabemos por la Segunda Ley de Newton que la fuerza = masa * aceleración, por lo que sin aceleración podemos determinar que no hay fuerza neta actuando sobre el objeto. Por último, utilizando la Primera Ley de Newton, sabemos que los objetos en reposo o en movimiento tienden a permanecer en movimiento a menos que una fuerza externa actúe sobre ellos. Este objeto está en movimiento y no hay ninguna fuerza externa actuando sobre él, por lo tanto no necesitamos aplicar ninguna fuerza para mantener el objeto en movimiento.

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Andrea Ramos, periodista y redactora. Soy una apasionada de la comunicación en todas sus vertientes, especialmente escrita. Tengo experiencia en agencia y como redactora freelance para distintos medios de comunicación.