Leyes de Newton
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La primera y segunda ley de Newton, en latín, en la edición original de su obra Principia Mathematica.
Las Leyes de Newton, también conocidas como Leyes del movimiento de Newton,[1] son tres principios a partir de los cuales se explican la mayor parte de los problemas planteados por la dinámica, en particularaquellos relativos al movimiento de los cuerpos. Revolucionaron los conceptos básicos de la física y el movimiento de los cuerpos en el universo, en tanto que
constituyen los cimientos no sólo de la dinámica clásica sino también de la física clásica en general. Aunque incluyen ciertas definiciones y en cierto sentido pueden verse como axiomas, Newton afirmó que estaban basadas en observaciones yexperimentos cuantitativos; ciertamente no pueden derivarse a partir de otras relaciones más básicas. La demostración de su validez radica en sus predicciones… La validez de esas predicciones fue verificada en todos y cada uno de los casos durante más de dos siglos.[2]
En concreto, la relevancia de estas leyes radica en dos aspectos:
* Por un lado, constituyen, junto con la transformación deGalileo, la base de la mecánica clásica;
* Por otro, al combinar estas leyes con la Ley de la gravitación universal, se pueden deducir y explicar las Leyes de Kepler sobre el movimiento planetario.
Así, las Leyes de Newton permiten explicar tanto el movimiento de los astros, como los movimientos de los proyectiles artificiales creados por el ser humano, así como toda la mecánica de funcionamiento delas máquinas.
Su formulación matemática fue publicada por Isaac Newton en 1687 en su obra Philosophiae Naturalis Principia Mathematica.[3]
No obstante, la dinámica de Newton, también llamada dinámica clásica, sólo se cumple en los sistemas de referencia inerciales; es decir, sólo es aplicable a cuerpos cuya velocidad dista considerablemente de la velocidad de la luz (que no se acerquen a los300,000 km/s); la razón estriba en que cuanto más cerca esté un cuerpo de alcanzar esa velocidad (lo que ocurriría en los sistemas de referencia no-inerciales), más posibilidades hay de que incidan sobre el mismo una serie de fenómenos denominados efectos relativistas o fuerzas ficticias, que añaden términos suplementarios capaces de explicar el movimiento de un sistema cerrado de partículas clásicasque interactúan entre sí. El estudio de estos efectos (aumento de la masa y contracción de la longitud, fundamentalmente) corresponde a la teoría de la relatividad especial, enunciada por Albert Einstein en 1905.
Contenido[ocultar] * 1 Fundamentos teóricos de las leyes * 2 Las leyes * 2.1 Primera ley de Newton o ley de la inercia * 2.2 Segunda ley de Newton o ley de fuerza *2.3 Tercera Ley de Newton o Ley de acción y reacción * 3 Generalizaciones * 3.1 Generalizaciones relativistas * 3.2 Ley de acción y reacción débil * 3.3 Teorema de Ehrenfest * 4 Referencias * 4.1 Fuentes * 4.2 Bibliografía * 5 Véase también |
Fundamentos teóricos de las leyes [editar]
La base teórica que permitió a Newton establecer sus leyes está también precisadaen sus Philosophiae naturalis principia mathematica.
El primer concepto que maneja es el de masa, que identifica con «cantidad de materia»; la importancia de esta precisión está en que le permite prescindir de toda cualidad que no sea física-matemática a la hora de tratar la dinámica de los cuerpos. Con todo, utiliza la idea de éter para poder mecanizar todo aquello no reducible a su concepto demasa.
Newton asume a continuación que la cantidad de movimiento es el resultado del producto de la masa por la velocidad, y define dos tipos de fuerzas: la vis insita, que es proporcional a la masa y que refleja la inercia de la materia, y la vis impressa (momento de fuerza), que es la acción que cambia el estado de un cuerpo, sea cual sea ese estado; la vis impressa, además de producirse por…