Leyes de newton comprenda la primera segunda y tercera ley de newton con ejercicios


Leyes de Newton: Entienda la Primera, Segunda y Tercera Ley de Newton con Ejercicios

Primera Ley de Newton – La Ley de la Inercia

La Primera Ley de Newton es conocida como la Ley de la Inercia. Esta ley indica que un objeto tendrá la tendencia a permanecer en su estado actual de movimiento a menos que una fuerza externa lo cambie.

Ejemplo de la Primera Ley de Newton

Imagina que estás de pie sobre un tren que se está moviendo lentamente; Si de repente comenzara a acelerar más rápido o se detuviera bruscamente, te sentirías desequilibrado. Esto se explica a través de la Primera Ley de Newton. Cuando el tren comience a acelerar, las partículas de tu cuerpo resistirán el movimiento y se quedarán donde están. Y cuando el tren se detenga, tu cuerpo seguirá el impulso.

Segunda Ley de Newton – La Ley de la Fuerza

La Segunda Ley de Newton establece que cuando una fuerza actúa sobre un objeto, ese objeto experimenta una aceleración proporcional a la fuerza e inversamente proporcional a su masa. Esta ley establece la relación entre la masa, la fuerza y el movimiento.

Ejemplo de la Segunda Ley de Newton

Imagina que estás levantando un objeto pesado. Para levantar ese objeto, tu brazo debe ejercer una fuerza sobre él. Esta fuerza se conoce como la Fuerza de Empuje. Cuanta más fuerza apliques a un objeto, mayor será la aceleración, siempre que la masa permanezca constante.

Tercera Ley de Newton – La Ley de Acción y Reacción

La Tercera Ley de Newton establece que para cada acción, hay una reacción equivalente y de igual magnitud, pero en dirección opuesta. Esta ley explica cómo dos cuerpos interactuarán cuando uno de ellos ejerce una fuerza sobre el otro.

Ejemplo de la Tercera Ley de Newton

Imagina que estás caminando sobre una superficie plana. Cuando presionas con tu pie contra el suelo, tus pies ejercen una fuerza sobre la superficie. Esta fuerza es la Fuerza de Contacto. La ley de acción y reacción establece que la superficie presionada ejercerá una fuerza equivalente en tu dirección (en lugar de abajo), lo que te permitirá mantener tu equilibrio mientras caminas.

Ejercicios de las Leyes de Newton

Ejercicio 1: Escribe una situación en la que se aplica la Primera Ley de Newton.

Respuesta: Cuando una persona salta de un trampolín, su cuerpo resiste el movimiento del salto. El cuerpo intentará permanecer en el mismo punto a menos que una fuerza externa (el impulso del trampolín) lo cambie.

Ejercicio 2: Escribe un ejemplo en el que se aplica la Segunda Ley de Newton.

Respuesta: Cuando un automóvil se acelera, su motor se ve obligado a ejercer una fuerza sobre él. Ésta es la fuerza de empuje. Cuanta más fuerza se aplique, mayor será la aceleración del vehículo.

Ejercicio 3: Escribe un ejemplo en el que se aplica la Tercera Ley de Newton.

Respuesta: Cuando dos personas se abrazan, los brazos de una persona ejercen una fuerza sobre los brazos de la otra. La ley de acción y reacción establece que los brazos de la otra persona también ejercerán una fuerza de igual magnitud, pero en dirección opuesta.

Las leyes de Newton: comprenda la primera, segunda y tercera ley de Newton con ejercicios

Primera ley de Newton

La primera ley de Newton, también conocida como principio de la inercia, establece que un objeto permanece en reposo o en movimiento a velocidad constante a menos que se vea afectado por una fuerza externa. Esto significa que si nadie empuja o se ejerce una fuerza sobre un objeto, el objeto seguirá estando quieto o mantendrá una velocidad y dirección constantes. Es otro modo de expresar la conservación del momento lineal.

Esta ley de Newton es para comprender el fenómeno de la inercia, que es el resultado de la resistencia del cuerpo para cambiar su estado de movimiento una vez que ya inició. Para ejemplificar lo anterior, supongamos que encontramos un objeto en reposo, de acuerdo con la primera ley de Newton, el objeto seguirá en reposo hasta que una fuerza externa actúe sobre él.

Supongamos también que desplazamos el objeto del punto A al punto B con una fuerza externa F. Entonces el objeto comenzará a moverse a una velocidad V. Al cabo de un tiempo la fuerza F se detiene, pero el objeto no es detenido al instante y se queda en movimiento a la misma velocidad constante.

Segunda ley de Newton

La segunda ley de Newton establece que la aceleración de un objeto es proporcional a la cantidad total de fuerzas externas sobre él. Esta ley es conocida como la Ley de Fuerza. Establece que la aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta del objeto y es inversamente proporcional a su masa. La segunda ley de Newton se puede expresar matemáticamente como:

A = Fneto / m, donde A es la aceleración, Fneto es la fuerza neta y m es la masa del objeto.

Este principio sugiere que una propia fuerza es necesaria para producir un aceleración en un objeto. Esta fuerza necesaria para producir un aceleración a menudo se conoce como empuje o fuerza de pontón.

Por ejemplo, supongamos que hay una masa de 10 kg en entorno de gravedad de 10 m/s². Según la segunda ley de Newton se necesita una fuerza neta de 100 N para producir una aceleración de 10 m/s² en esta masa.

Tercera ley de Newton

La tercera ley de Newton establece que para cada acción hay una reacción igual y de sentido opuesto. Esta ley declara que cuando un objeto actúa sobre otro objeto, el otro objeto ejerce una fuerza igual y de sentido opuesto hacia el primero. Esto ocurre porque los dos objetos están actuando entre sí mediante fuerzas de acción y reacción, que son iguales en magnitud y en dirección, pero de sentido opuesto.

Por ejemplo, imaginemos dos personas tocando armónicas (una persona toca con la izquierda y la otra con la derecha). Cada persona estaría ejerciendo una fuerza sobre la otra. La fuerza gira en torno a la otra persona y esta, a su vez, ejercerá una fuerza de igual magnitud y sentido opuesto. De esta manera se mantendrían unidos, ya que la fuerza de la acción es contrarrestada por la fuerza de reacción.

Ejercicios

A continuación se presentan algunos ejercicios para comprender mejor las leyes de Newton:

  • ¿Qué cantidad de trabajo hay que hacer para acelerar un camión de reposo a 5 m/s²?
  • ¿Cuál es la aceleración de un avión cuando la fuerza total que actúa sobre él es de 2000 N?
  • ¿Cuál es el peso de un objeto de 20 kg?
  • ¿Cómo se relaciona el efecto de la inercia con la primera ley de Newton?
  • ¿Cómo se relaciona la segunda ley de Newton con la conservación del momento lineal?
  • ¿Cómo se relaciona la tercera ley de Newton con el balance de fuerzas?

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