TERCERA LEY DE NEWTON
INTRODUCCION
Cuando uno se apoya en la
pared, cuando hay un libro sobre la mesa o cuando se empuja un auto hay fuerzas
que actúan sobre los cuerpos, y más de las que uno piensa. En el ejemplo del
auto claro que hay una fuerza, la de la persona que empuja, pero que sucede con
los otros ejemplos. Sobre los cuerpos están actuando muchas fuerzas
constantemente como la de gravedad, que es la atracción que ejercen todos los
cuerpos sobre los otros; la normal, que es la que evitan que los cuerpos caigan
cuando están sobre algo; la de roce, que actúa contra el sentido del
movimiento; la de acción y la de reacción. Son estas últimas dos las que son
representadas en la tercera ley de Newton. Normalmente en la naturaleza las
fuerzas no se presentan solas, sino que en pares como son las fuerzas de acción
y reacción.
La tercera ley de Newton
establece que siempre que un objeto ejerce una fuerza sobre un segundo objeto,
este ejerce una fuerza de igual magnitud y dirección pero en sentido opuesto
sobre el primero. Con frecuencia se enuncia así: A cada acción siempre se opone
una reacción igual pero de sentido contrario. En cualquier interacción hay un
par de fuerzas de acción y reacción situadas en la misma dirección con igual
magnitud y sentidos opuestos.
Y también es conocida como la
ley de la acción y reacción. Dice que cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre
otro, el otro ejerce una fuerza igual y en sentido contrario. Esta ley se
enuncia así: A toda fuerza se opone una fuerza igual y de sentido contrario,
por lo que si un objeto ejerce sobre otro una fuerza, el segundo objeto ejerce
sobre el primero una fuerza de igual intensidad, la misma dirección, pero en
sentido contrario.
Ejemplos:
Ø La
fuerza que ejerce la bala sobre la pistola y la que ejerce la pistola sobre la
bala provocando el disparo de esta.
Ø La
fuerza que ejerce el avión sobre el aire, provoca que el aire reaccione sobre
el avión provocando el desplazamiento de este.
Ø La
fuerza del misil hacia el aire y la del aire sobre el misil provoca el
movimiento del misil.
Ø La
fuerza que la mano ejerce sobre la mesa y la que esta ejerce de vuelta no da
como resultado el movimiento debido a que las fuerzas son muy leves como para
provocarlo.
Ø La
fuerza que ejerce el remo sobre el muelle no es suficiente como para moverlo
pero la fuerza de reacción del muelle si es suficiente como para mover al remo
hacia atrás, llevando al hombre hacia atrás, por lo que el bote es arrastrado
hacia atrás.
Otros
ejemplos:
Ø Al
patear una pelota, el pie ejerce una fuerza sobre ésta; pero, al mismo tiempo,
puede sentirse una fuerza en dirección contraria ejercida por la pelota sobre
el pie.
Ø Si una
persona empuja a una pared la pared. La persona ejerce una fuerza sobre la
pared y la pared otra fuerza sobre la persona.
Ø Cuando
una persona camina empuja hacia atrás el suelo, la reacción del suelo es
empujarlo hacia adelante, por lo que se origina un movimiento de la persona
hacia adelante. Lo mismo sucede con un auto en movimiento, las ruedas empujan
el camino y este la empuja hacia adelante.
Ø Un
objeto colgando de una cuerda ejerce una fuerza sobre la cuerda hacia abajo,
pero la cuerda ejerce una fuerza sobre este objeto hacia arriba, dando como
resultado que el objeto siga colgando y no caiga.
La
formulación original de Newton es:
Con toda acción ocurre siempre
una reacción igual y contraria: quiere decir que las acciones mutuas de dos
cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentido opuesto.
ESTA
LEY PODEMOS COMPRENDERLA SI PENSAMOS EN DOS SITUACIONES:
Primero.- Aquí
tenemos una esfera o una canica, que golpean una superficie fija, por ejemplo,
una pared. Sabemos que al tocar la esfera la pared, se detendrá su recorrido y
rebotará exactamente con la misma dirección que llevaba, pero en sentido
contrario, ya que la pared ejerce la misma fuerza, y como la pared está fija,
la fuerza se regresa a la esfera, que adquiere el mismo movimiento, con la
misma fuerza, pero en sentido contrario.
Segundo.- En
el segundo, tenemos dos canicas del mismo tamaño. La canica b está en reposo,
mientras que a la canica a le imprimimos una fuerza que la hace moverse. Cuando
la canica a toca a la canica B, la canica b ejerce una fuerza igual a la que
tiene la canica a, que la hace detenerse. A la vez, la fuerza que ejerce la
canica b sobre la canica a, le es regresada con la misma intensidad y en
sentido contrario, haciendo que la canica b se mueva con la misma fuerza con la
que detuvo a la canica a.
La
fórmula general para la tercera ley de Newton es:
F1=
–F2
La ley de la acción y la
reacción es bastante sencilla, cuando hablamos de un objeto que choca contra un
muro, o dos objetos que tienen la misma masa. Sin embargo, si combinamos la
fórmula de la tercera ley de Newton: F1 = –F2, con
la fórmula de la segunda ley: F = ma, entonces podemos calcular qué pasará con
objetos de diferentes masas.
Así lo podemos calcular si
tenemos en cuenta que (F = ma)1 = –(F = ma)2. Esto
nos permite hacer cálculo como los siguientes:
Ø Calcular
la masa del objeto 1, si con una aceleración de 2 m/s, produce una fuerza de
0.25 N, y calcular la aceleración del objeto 2, si su masa es de 250 gramos.
Calculando con la segunda ley
de Newton el objeto 1:
F=
0.25 N
a= 2m/s2
m = F/a = 0.25/2 = 0.125kg = 125 gramos
a= 2m/s2
m = F/a = 0.25/2 = 0.125kg = 125 gramos
Como la fuerza es la misma,
despejamos la fórmula para el objeto 2:
F=
0.25 N
m= 250 g = 0.25 kg
a = F/m = 0.25/0.25 = 1 m/s2
m= 250 g = 0.25 kg
a = F/m = 0.25/0.25 = 1 m/s2
Ø Calcular
la masa del objeto 2, si adquiere una velocidad de 4.5 m/s2, como
reacción a la fuerza ejercida por el objeto 1, que tiene una masa de 750 gramos
y una aceleración de 6 m/s2
Como primer paso, calculamos
la fuerza que ejerce el objeto 1:
m= 750
gramos, = 0.75 kg
a= 6m/s2
F = ma = (0.75)(6) = 4.5 N
a= 6m/s2
F = ma = (0.75)(6) = 4.5 N
Ahora que sabemos la fuerza,
calculamos la masa del objeto 2:
F= 4.5
N
a= 4.5 m/s2
m = F/a = 4.5/4.5 = 1 kg
a= 4.5 m/s2
m = F/a = 4.5/4.5 = 1 kg
Comentarios
Publicar un comentario