monografia de las leyes de newton

5/22/2018 Monografia de Las Leyes de Newton

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO

FACULTAD DE INGENIERIA MECNICA-ENERGA

FISICA I

PROFESOR: ILLQUIMICHE MELLY JORGE

INTEGRANTES:

CAMACHO ARIAS KENJI 1317120153 OJANAMA CHUQUIVAL JEAN 1317120277 RIVERA QUISPE FRANK 1317120117

BELLAVISTA- CALLAO

SEMESTRE 2014-A


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Dedicamos el presente trabajo a nuestropadres, ya que son las fuerza y motivacinque nos impulsa a seguir adelante y acumplir nuestras mestas.


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INTRODUCCIN:

Cules son las causas del movimiento? Por ejemplo cmo puede un remolcador empujarun trasatlntico que es mucho ms pesado que l? .Porque es ms difcil controlar unautomvil en hielo mojado que en concreto seco? Las respuestas a estas preguntas y a otras

similares nos llevan al tema de la dinmica, es decir, la relacin entre el movimiento y lasfuerzas que lo causan. Ahora estamos en condiciones de pensar en lo que hace que loscuerpos se muevan como lo hacen.

En este trabajo usaremos dos conceptos nuevos, la fuerza y la masa, para analizar losprincipios de la dinmica, los cuales estn establecidos en solo tres leyes que fueronclaramente enunciadas por Sir Isaac Newton (1642-1727), quien las publico, por primeravez, en 1687 en su Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (Principiosmatematicos de la filosofa natural). Tales enunciados se conocen como leyes delmovimiento de Newton. La primera ley dice que si la fuerza neta sobre un cuerpo es cero,su movimiento no cambia. La segunda ley relaciona la fuerza con la aceleracin cuando la

fuerza neta no es cero. La tercera ley es una relacin entre las fuerzas que ejercen doscuerpos que interactan entre s.

Las leyes de Newton no son producto de deducciones matemticas, sino una sntesis quelos fsicos han descubierto al realizar un sinnmero de experimentos con cuerpos enmovimiento. (Newton uso las ideas y las observaciones que muchos cientficos hicieronantes que l, como Coprnico, Brahe, Kepler y especialmente Galileo Galilei, quien muriel mismo ao en que naci Newton.) Dichas leyes son verdaderamente fundamentalesporque no pueden deducirse ni demostrarse a partir de otros principios. Las leyes deNewton son la base de la mecnica clsica (tambin llamada mecnica newtoniana); alusarlas seremos capaces de comprender los tipos de movimiento ms conocidos.

El planteamiento de las leyes de Newton es sencillo, pero muchos estudiantes lasencuentran difciles de comprender y manejar. La razn es que, antes de estudiar fsica,hemos pasado anos caminando, lanzando pelotas, empujando cajas y haciendo muchasotras cosas que implican movimiento. Al hacerlo, hemos desarrollado ciertas ideas desentido comn con respecto al movimiento y sus causas. Sin embargo, muchas de esasideas no resisten un anlisis lgico. Una buena parte de la tarea de este trabajo y del restode nuestro estudio es ayudarnos a reconocer cuando las ideas de sentido comnnosllevan al error, y como ajustar nuestro entendimiento del mundo fsico de modo que seacongruente con lo que nos dicen los experimentos.


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RESUMEN:

La presente monografa inicia con la biografa de Isaac Newton, se narrar aquellos hechosque fueron trascendentales en su vida los cules conllevaron al desarrollo de su posteriorlibro Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (Principios matematicos de la

filosofia natural). En el cual se encuentran publicadas sus tres leyes del movimiento. Sehar mencin de los criterios que sigui este hombre para llegar a la deduccin de dichasleyes.

Para luego empezar a dar una breve pero concisa explicacin en trminos modernos de lasleyes de Newton. En cada ley se exponen aplicaciones de estas leyes en la vida real; parafacilitar la comprensin de estas.


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NDICE

CAPTULO I: DE LOS INICIOS A LAS LEYES DE NEWTON ........................................ 5

CAPTULO II: REGLAS PARA FILOSOFAR DE NEWTON .......................................... 10

REGLAI. No deben admitirse ms causas de las cosas naturales que aquellas que seanverdaderas y suficientes para explicar sus fenmenos.................................................... 10

REGLAII.Por ello, en tanto que sea posible, hay que asignar las mismas causas a losefectos naturales del mismo gnero................................................................................ 10

REGLAIII. Han de considerarse cualidades de todos los cuerpos aquellas que nopueden aumentar ni disminuir y que afectan a todos los cuerpos sobre las cuales esposible hacer experimentos............................................................................................. 10

CAPTULO III: LAS LEYES DE NEWTON ...................................................................... 11

PRIMERA LEY DE NEWTON ....................................................................................... 11

APLICACIONES ......................................................................................................... 11

SEGUNDA LEY DE NEWTON ...................................................................................... 12

APLICACIONES ......................................................................................................... 12

TERCERA LEY DE NEWTON ....................................................................................... 14

RECOMENDACIONES Y CONCLUCIONES ................................................................... 17

REFERENCIAS ................................................................................................................... 18


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CAPTULO I: DE LOS INICIOS A LAS LEYES DE NEWTON

Isaac Newton naci el da de Navidad de

1642, en el mismo ao de la muerte deGalileo, en la ciudad inglesa industrial deWoolsthorpe, en Lincolnshire. Su madre notena muchas esperanzas de quesobreviviera, ya que naci muy prematuro;aos ms tarde, l mismo dira que al nacerera tan menudo que habra cabido en un potede un cuarto de galn. Su padre, tambinllamado Isaac, haba muerto tres mesesantes, y cuando Newton cumpli dos aos,su madre, Hannah Ayscugh, se volvi a

casar, ahora con Barnabas Smith, un ricoclrigo de North Witham.

Parece que en la nueva familia Smith nohaba sitio para el joven Newton, que fueconfiado al cuidado de su abuela, MargaryAyscough. El espectro de este abandono,junto con la tragedia de no haber conocido asu padre, persigui a Newton el resto de susdas. Despreciaba a su padrastro, en

anotaciones de su diario en 1662, Newton,examinando sus pecados, record haber amenazado a mi padre y mi madre Smith con

quemarles a ellos y la casa.

Tal como su periodo adulto, la niez de Newton estuvo llena de violentas explosiones derencor, no solamente contra supuestos enemigos, sino tambin contra amigo y familiar,tambin manifest muy tempranamente el tipo de curiosidad que definira los grandesxitos de su vida, interesndose en modelos mecnicos y en dibujo arquitectnico. Newtonpas incontables horas construyendo relojes, cometas llameantes, relojes de sol y molinosen miniatura (movidos por ratoncitos), adems de dibujar detallados esbozos de animales ybarcos. A los cinco aos asisti a la escuela en Skillington y Stoke, pero fue consideradouno de los peores estudiantes, siendo calificado en los informes de los profesores comodistrado y vago. A pesar de su curiosidad y su demostrada pasin por aprender, no

consigui aplicarse a las tareas escolares.

Al cumplir Newton los diez aos, Barnabas Smith muri y Hannah hered una considerablesuma. Isaac y su abuela empezaron a vivir con Hannah, un hermanastro y dos hermanastras.Como el rendimiento de Newton en la escuela era precario, Hannah decidi que sera mejorque trabajara en la granja, y lo saco de la escuela gratuita de gramtica de Grantham.Desgraciadamente para ella, Newton tena menores aptitudes o inters para llevar lapropiedad de la familia que el que tena por los deberes escolares. El hermano de Hannah,

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William, que era clrigo, decidi que sera mejor para la familia que el distrado Isaacvolviera a la escuela a terminar su educacin.

Esta vez, newton vivi con el director de la escuela libre de gramtica, Jhon Stokes, cosaque supuso un cambio de rumbo en educacin. Se dice que, de alguna manera, un golpe enla cabeza que le propino un matn del patio le ilumino, y le permiti corregir el rumbonegativo de sus perspectivas escolares. Mostrando ahora aptitudes intelectuales ycuriosidad, Newton empez a prepararse para proseguir los estudios en una universidad.Decidi ir al Trinity college, el alma mater de su to William, en la Universidad deCambridge.

En Trinity, Newton reciba una ayuda para pagar el coste de su educacin a cambio dehacer diversos trabajos, como servir mesas y limpiar habitaciones para la facultad. Pero en1664 fue admitido como becario, lo que le garantizo apoyo econmico y le permitiliberarse de las tareas domsticas. Cuando la universidad cerro a causa de la epidemia defiebre bubnica en 1665. Newton se retir al Lincolnshire. En los dieciocho meses que pasoen casa durante la epidemia se dedic por su cuenta a la mecnica y las matemticas, y

empez a concentrarse en ptica y gravitacin. Este annus mirabilis (ao milagroso),como Newton lo llam, fue uno de los periodos ms productivos y frtiles de su vida. Es enesta poca, cuenta la leyenda, cuando le cay una manzana sobre la cabeza, despertndolede una siesta bajo un rbol y espolendole a definir las leyes de la gravitacin. Porinverosmil que resulte la historia, el mismo Newton escribi que la cada de una manzanahaba ocasionado su irrupcin en el estudio de la gravitacin, y se cree que fue entoncescuando realizo sus experimentos con pndulos, record Newton aos despus estabaen laflor de mi vida de investigador y las matemticas y la filosofa me apasionaban como nuncalo han hecho desde entonces.

A su regreso a Cambridge, Newton estudio la filosofa de Aristteles y de Descartes, as

como la ciencia de Thomas Hobbes y de Robert Boyle. Quedo cautivado por la matemticade Coprnico y la astronoma de galileo, adems de la ptica de Kepler. Ms o menos enesta poca empez sus experimentos con prismas sobre refraccin y dispersin de la luz,posiblemente en su habitacin del Trinity o en casa, en Woolsthorpe. Un acontecimiento enla universidad ejerci una profunda influencia sobre el futuro de Newton, la llegada deIsaac Barrow, que haba sido nombrado profesor Lucasiano de matemticas. Barrowreconoci las extraordinarias aptitudes matemticas de Newton, y cuando admiti de suctedra en 1669 para dedicarse a la teologa recomend como sucesor en la ctedra al jovenNewton, de 27 aos.

Los primeros estudios de newton como profesor Lucasiano se centraron en el campo de laptica. Se propuso demostrar que la luz blanca est compuesta por una mezcla de variostipos de luz, cada uno de los cuales produce un color diferente del espectro al ser refractadaen un prisma. Su serie de experimentos elaborados y precisos para demostrar que la luz estcompuesta por partculas diminutas despertaron la ira de cientficos como Hooke, queafirmaba que la luz viajaba en ondas. Hooke reto a Newton a presentar ms pruebas de susexcntricas teoras pticas. La manera de responder de Newton fue caracterstica, se retir,se propuso humillar a Hooke siempre que pudiera, y rehus publicar su libro, Opticks, hastaque este muriera, cosa que ocurri en 1703.


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Al principio, en su cargo de profesorLucasiano, Newton haba hecho grandesprogresos en sus estudios de matemticaspuras, pero comparta su trabajo con muypocos de sus colegas. Ya en 1666 haba

descubierto mtodos generales de resolverproblemas de curvatura; lo que l denominoteoras de fluxiones inversas. Este

descubrimiento provoco una agria disputa conlos partidarios del matemtico y filsofoalemn Gottfried Wilhelm Leibniz, que ms deuna dcada despus publico susdescubrimientos sobre clculo diferencial eintegral. Ambos investigadores llegaronaproximadamente a los mismos principiosmatemticos, pero Leibniz publico sus trabajos

antes que Newton. Los partidarios de steacusaban a Leibniz de haber visto los papelesdel profesor Lucasiano unos aos antes, y elapasionado debate entre las dos facciones,conocido como disputa de la prioridad delclculo, no concluyo hasta la muerte de Leibniz, en 1716. Los malignos ataques de Newton,que a menudo se ampliaban hasta tocar las teoras sobre Dios y el universo, as como lasacusaciones de plagia, amargaron y empobrecieron a Leibniz.

La mayora de los historiadores de la ciencia creen que, de hecho, los dos llegaronindependientemente a sus ideas, y que la discusin careca de sentido. Los vitrilicosataques de Newton contra Leibniz tambin cobraron al primero un peaje emocional y fsico.

Pronto se encontr envuelto en otra batalla, esta vez sobre su teora de los colores y contralos jesuitas ingleses, y en 1678 sufri una grave crisis mental. Al ao siguiente, su madre,Hannah, muri y Newton empez a distanciarse de los dems. Se dedic secretamente a laalquimia, un campo que ya en aquella poca era ampliamente considerado como estril.Este episodio de la vida de Newton ha sido motivo de perplejidad para muchos de susestudios. Solo mucho despees de su muerte se comprendi que su inters en losexperimentos qumicos estaba relacionado con sus investigaciones posteriores en mecnicaceleste y gravitacin.

Newton ya haba empezado a proponer teoras del movimiento hacia 1666, pero todava noera capaz de explicar adecuadamente la mecnica del movimiento circular. Unos cincuenta

aos despus, el matemtico y astrnomo alemn Johannes Kepler haba propuesto tresleyes del movimiento planetario, que describan con precisin cmo se mueven los planetasrespecto al Sol, pero no consegua explicar por qu los planetas se movan como se movan.Lo ms que se acerc Kepler a la comprensin de las fuerzas implicadas fue decir que elSol y los planetas estaban relacionados magnticamente.

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Newton s propuso descubrir la causa de que las orbitas de los planetas fueran elpticas.Aplicando su propia ley de la fuerza centrfuga a la tercera ley de Kepler del movimientoplanetario dedujo la ley del inverso de los cuadrados, que establece que la fuerza de lagravedad entre dos objetos cualesquiera es inversamente proporcional al cuadrado de ladistancia entre los centros de los objetos. Newton reconoca as que la gravitacin es

universal, que una sola fuerza, la misma fuerza, hace que una manzana caiga al suelo y quela luna gire alrededor de la Tierra. Entonces se propuso contractar la relacin del inversode los cuadrados con los datos conocidos. Acepto la estimacin de Galileo de que la Lunadista de la Tierra unos 70 radios terrestres, pero la imprecisin de su propia estimacin deldimetro de la Tierra le impidi completar esta prueba satisfactoriamente. Irnicamente,fue un intercambio epistolar en 1679 con su antiguo adversario Hooke lo que renov suinters en este problema. Esta vez dedico su atencin a la segunda ley de Kepler, la ley dela igualdad de las reas, que Newton pudo demostrar a partir de la fuerza centrfuga.Hooke, sin embargo, estaba intentando explicar las orbitas planetarias, y algunas de suscartas sobre este tema resultaron de particular inters para Newton. En un crucial encuentroen 1684, tres miembros de la Royal Society, Robert Hooke, Edmond Halley y Christopher

Wren, el clebre arquitecto de la catedral de San Pablo en Londres, se enzarzaron en unacalorado debate sobre la relacin delinverso de los cuadrados que rega elmovimiento de los planetas. Acomienzos de la dcada de 1670, lasdiscusiones mantenidas en los cafs deLondres y otros cenculos intelectualessostenan que la gravedad emanaba delSol en todas direcciones y disminuacon un ritmo inverso al cuadrado de ladistancia, diluyndose ms y ms amedida que aumentaba la superficie dela esfera. El encuentro de 1684 fue enefecto, el nacimiento de los PRICIPIA.Hooke declaro que haba deducido la leyde Kepler de las elipses a partir de laidea de que la gravedad era una fuerzade emanacin, pero que no desvelarasu deduccin a Halley ni Wren hastaque estuviera a punto de hacerlopublica, Furioso, Halley fue aCambridge, conto a Newton laspretensiones de Hooke y le planteo elsiguiente problema: Cul sera la formade la rbita de un planeta alrededor del Sol si fuera atrado hacia este por una fuerzainversamente proporcional al cuadrado de la distancia?. La respuesta de Newton fueasombrosa: sera una elipse, respondi inmediatamente, y conto Halley que habaresuelto el problema cuatro aos antes, pero que haba extraviado la demostracin en sudespacho.

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A peticin de Halley, Newton pas tres meses rehaciendo y mejorando la demostracin.Entonces en una explosin de energa sostenida durante dieciocho meses, durante los cualesse absorba tanto en su trabajo que a menudo se olvidaba de comer, fue desarrollando estasideas hasta que su presentacin llen tres volmenes. Newton decidi titular su obraPHILOSOFHIAE NATURAILS PRINCIPIA MATHEMATICA. Los tres libros de los

PRINCIPIA de Newton proporcionaron el nexo entre las leyes de Kepler y el mundo fsico.Halley reaccion con estupefaccin y entusiasmo ante los descubrimientos de Newton. ParaHalley, el profesor Lucasiano haba triunfado donde todos los dems haban fracasado, yfinancio personalmente la publicacin de la voluminosa obra como una obra maestra y unregalo a la humanidad.

Donde Galileo haba mostrado que los objetos eran estirados hacia el centro de la Tierra,Newton consigui demostrar que esta misma fuerza, la gravedad, afectaba las orbitas de losplanetas. Tambin estaba familiarizado con el trabajo de Galileo sobre el movimiento deproyectiles, y dijo que el movimiento de la rbita de la Luna alrededor de la Tierraobedeca tambin a los mismos principios. Newton demostr que la gravedad explicaba ypredeca los movimientos de la Luna, as como la subida y bajada de las mareas en laTierra. El libro primero de los PRINCIPIA abarca las tres leyes de Newton del movimiento

1. Todo cuerpo sigue en su estado de reposo o de movimiento uniforme rectilneo,salvo que sea obligado a cambiar dicho estado por fuerzas aplicadas.

2.El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza que acta sobre el cuerpo; ytiene lugar en la direccin en que se aplica la fuerza.

3.A cada accin se le opone una reaccin igual; o, las acciones mutuas entre doscuerpos siempre son iguales, y dirigidas en sentidos opuestos.


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CAPTULO II: REGLAS PARA FILOSOFAR DE NEWTON

REGLAI.No deben admitirse ms causas de las cosas naturales que aquellas quesean verdaderas y suficientes para explicar sus fenmenos.

Como dicen sus filsofos, la naturaleza nada hace en vano, y vano sera hacer mediantemucho lo que se puede hacer mediante poco.Pues la naturaleza es imple y no derrocha en superfluas causas de las cosas.

REGLAII.Por ello, en tanto que sea posible, hay que asignar las mismas causas alos efectos naturales del mismo gnero

Como en el caso de la respiracin en el hombre y en el animal; de la cada de las piedras enEuropa y en Amrica; de la luz en el fuego de la cocina y en el sol; de la reflexin de la luzen la Tierra y en los planetas.

REGLAIII.Han de considerarse cualidades de todos los cuerpos aquellas que nopueden aumentar ni disminuir y que afectan a todos los cuerpos sobre las cuales esposible hacer experimentos

Pues las cualidades de los cuerpos solo mediante experimentos se esclarecen, y por lomismo se han de establecer como generales cuantas cuadran generalmente con losexperimentos; y aquellas que no pueden disminuir, tampoco pueden ser suprimidas.Ciertamente no hay que fantasear temerariamente sobre sueos en contra de la seguridad delos experimentos, ni alejarse de la analoga de la naturaleza, toda vez que ella suele sersimple y congruente consigo misma.

REGLAIV.Las proposiciones obtenidas por induccin a partir de los fenmenos, pese alas hiptesis contrarias, han de ser tenidas. En filosofa experimental, por verdaderas exactao muy aproximadamente, hasta que aparezcan otros fenmenos que las hayan o ms exactaso expuestas a excepciones

Debe hacerse esto para evitar que el argumento de induccin sea suprimido por la hiptesis


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CAPTULO III: LAS LEYES DE NEWTON

PRIMERA LEY DE NEWTON

Todo cuerpo sigue en su estado de reposo o de movimiento uniforme rectilneo, salvo que

sea obligado a cambiar dicho estado por fuerzas aplicadas

Los proyectiles perseveran en sus movimientos a no ser en cuanto son retardados por laresistencia del aire y son empujados hacia abajo por la gravedad. Una rueda, cuyas partesen cohesin continuamente se retraen de los movimientos rectilneos, no cesa de dar vueltassino en tanto en que el aire la frena. Los cuerpos ms grandes de los cometas y de losplanetas conservan por ms tiempo sus movimientos, tanto de avance como de rotacin,realizados en espacios menos resistentes.

Esta ley del movimiento rebate la idea aristotlica que un cuerpo solo puede mantenerse enmovimiento si se le aplica una fuerza.

Tambin es conocida como ley de inercia, nos dice que si sobre un cuerpo no acta ningnotro, este permanecer indefinidamente movindose en lnea recta con velocidad constante.Pero el movimiento depende del observador que describa el movimiento.

La primera ley de Newton sirve para definir un tipo especial de sistemas de referenciaconocidos como sistemas de referencias inerciales, que son aquellos sistemas de referenciadesde los que se observa que un cuerpo sobre el que no acta ninguna fuerza se mueve convelocidad constante.De manera concisa, esta ley postula, que un cuerpo no puede cambiar por s solo su estadoinicial, ya sea en reposo o en movimiento rectilneo uniforme, a menos que se aplique unafuerza o una serie de fuerzas cuyo resultante no sea nulo sobre l.

Newton toma en cuenta, as, el que los cuerpos en movimiento estn sometidosconstantemente a fuerzas de roce o friccin, que los frena de forma progresiva, algonovedoso respecto de concepciones anteriores que entendan que el movimiento o ladetencin de un cuerpo se deba exclusivamente a si se ejerca sobre ellos una fuerza, peronunca entendieron cmo funcionaba la fuerza de reaccin.

En consecuencia, un cuerpo con movimiento rectilneo uniforme implica que no existeninguna fuerza externa neta o un objeto en movimiento no se detiene de forma natural si nose aplica una fuerza sobre l.

APLICACIONES

a) Cuanto en una mesa hay un mantel y encima de ella hay un plato, al jalarrpidamente el mantel, el plato se mantiene sin moverse, sigue en su estado dereposo. Hay se puede observar la primera ley de newton.


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b) Cuando estamos parados en un autobs en marcha y de repente el autobs frena,nuestro cuerpo tiende a irse hacia adelante, porque nuestro tiende a seguir con esavelocidad. Cuando el autobs empieza nuevamente su marcha nuestro cuerpo tiendea irse hacia atrs, porque conservamos nuestro estado de reposo.

c) Una nave espacial para no gastar combustible innecesariamente en el espacio, altener una velocidad inicial suspende el motor, y el cuerpo avanza con la mimavelocidad sin detenerse porque la friccin en el espacio es casi nula.

SEGUNDA LEY DE NEWTON

La segunda ley de Newton se enuncia as:

El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza que acta sobre el cuerpo; y tiene

lugar en la direccin en que se aplica la fuerza.

Esta ley establece que cuando una fuerza desbalanceada acta en una partcula, sta seacelerar en la direccin de la fuerza con una magnitud que es proporcional a sta.

Esta ley puede verificarse experimentalmente al aplicar una fuerza F desbalanceada a unapartcula y luego medir la aceleracin a. Como la fuerza y la aceleracin son direccindirectamente proporcionales, la constante de proporcionalidad, m, se determina a partir dela relacin m= F/a.

APLICACIONESCentrifugacin

Es una aplicacin al movimiento circular. la segunda ley de Newton establece la suma queuna resultante es igual a la masa por la aceleracin. En este caso la resultante es la suma dela fuerza normal o radial y la fuerza tangencial.

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La centrifugadora y la ultracentrifugadora de muy alta rapidez se utilizan para sedimentarmateriales rpidamente o para separarlos. Los tubos de ensayo que se sostienen en el rotorcentrifugador se aceleran a una rapidez de rotacin muy alta. Observe la figura se

representa un tubo de ensayo en dos posiciones conforme el rotor gira.

El pequeo punto representa una partcula pequea, tal vez una macromolcula, en un tubode ensayo lleno de fluido. En la posicin A, la partcula muestra una tendencia a moverseen lnea recta; pero el fluido, que resiste al movimiento de las partculas, ejerce una fuerzacentrpeta que mantiene a las partculas movindose casi en un crculo. El propsito de unacentrifugadora consiste en proporcionar una gravedad efectiva mucho mayor que lagravedad normal, mediante la alta rapidez de rotacin que, por consiguiente, provoca unasedimentacin ms rpida.

Movimiento satelital

Los satlites artificiales que orbitan la tierra son ahora muy comunes. Un satlite se pone enrbita acelerndolo con una rapidez tangencial suficientemente alta usando cohetes, comose muestra en la figura:

Si la rapidez es demasiado alta, la nave espacial no quedar confinada por la gravedad de laTierra y escapar para no volver nunca ms. Si la rapidez es muy baja, la nave regresar ala Tierra. Por lo comn, los satlites se ponen en rbitas circulares (o casi circulares),porque tales rbitas requieren la menor rapidez de despegue.

A veces nos preguntamos:qu mantiene a un satlite en rbita? la respuesta es su altarapidez. Si un satlite, saldra disparado rpidamente hacia el espacio, si no fuera por lafuerza gravitacional de la Tierra que lo mantiene orbitando. De hecho, un satlite estcayendo (acelerando hacia la tierra), pero su alta rapidez tangencial le impide golpear laTierra.

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TERCERA LEY DE NEWTON

La segunda ley de Newton del movimiento describe cuantitativamente cmo las fuerzasafectan el movimiento. Pero quiz nos preguntamos de dnde vienen las fuerzas? Lasobservaciones sugieren que una fuerza aplicada a cualquier objeto es siempre aplicada porotro objeto. Un caballo tira de una carreta, una persona empuja un carrito de supermercado,un martillo empuja un clavo, un imn atrae un clip sujetapapeles. En cada uno de esosejemplos, se ejerce una fuerza sobre un objeto y sta es ejercida por otro objeto.

Por ejemplo, la fuerza que se ejerce sobre el clavo es ejercida por el martillo. Sin embargo,Newton se dio cuenta de que el asunto no era tan unilateral. Es cierto que el martillo ejerceuna fuerza sobre el clavo (figura 4-7); pero ste evidentemente ejerce tambin una fuerzaopuesta sobre el martillo, dado que la rapidez del martillo se reduce rpidamente a cerodurante el contacto. Slo una gran fuerza puede causar esa rpida desaceleracin delmartillo. Entonces, dijo Newton, los dos cuerpos deben tratarse segn la misma base. Elmartillo ejerce una fuerza sobre el clavo y ste ejerce una fuerza opuesta sobre el martillo.sta es la esencia de la tercera ley de Newton del movimiento:

A cada accin se le opone una reaccin igual; o, las acciones mutuas entre doscuerpos siempre son iguales, y dirigidas en sentidos opuestos.

En ocasiones esta ley se parafrasea como para toda accin existe una reaccin igual yopuesta. Esto es perfectamente vlido. No obstante, para evitar confusiones, es muy

importante recordar que la fuerza de accin y la fuerza de reaccin actan sobreobjetos diferentes.

Como evidencia de la validez de la tercera ley de Newton, observe su mano cuando empujacontra el borde de un escritorio (grfico7). La forma de la mano se altera, lo cual es claraevidencia de que se ejerce una fuerza sobre ella. Puede ver el borde del escritoriooprimiendo su mano, e incluso sentir al escritorio ejerciendo una fuerza sobre su mano, locual por cierto duele. Cuanto ms fuerte empuje usted contra el escritorio, ms fuerteempujar el escritorio contra su mano. (Note que slo siente las fuerzas ejercidas sobre


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usted; cuando usted ejerce una fuerza sobre otro objeto, lo que siente es que el objetoempuja en direccin opuesta sobre usted).

Grfico 7

La fuerza que el escritorio ejerce sobre su mano tiene la misma magnitud que la fuerza que

su mano ejerce sobre el escritorio. Esto es vlido no slo cuando el escritorio est enreposo, sino incluso cuando el escritorio acelera debido a la fuerza que ejerce su mano.

Como otra demostracin de la tercera ley de Newton, considere la patinadora del grfico 8.Como hay muy poca friccin entre sus patines y el hielo, la patinadora se moverlibremente si una fuerza es ejercida sobre ella; la patinadora empuja contra la pared, yentonces ella se empieza a mover hacia atrs. La fuerza que ella ejerce sobre la pared nopuede moverla, pues tal fuerza acta sobre la pared. Algo tiene que haber ejercido una

fuerza sobre ella para que empiece a moverse y esa fuerza slo puede haber sido ejercidapor la pared. La fuerza con que la pared empuja sobre la patinadora es, por la tercera ley deNewton, igual y opuesta a la fuerza que la patinadora ejerce sobre la pared.

Grfico 8


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Qu ejerce la fuerza para mover un automvil, qu hace que un automvil vayahacia adelante?

Una respuesta comn es que el motor hace al automvil moverse hacia adelante. Pero elasunto no es tan sencillo. El motor hace girar los neumticos. Pero qu ocurre si losneumticos estn sobre hielo resbaloso o sobre una capa gruesa de fango. Simplementegirarn sin avanzar. Se necesita la friccin. En el suelo slido, los neumticos empujanhacia atrs contra el suelo debido a la friccin. Por la tercera ley de Newton, el sueloempuja sobre los neumticos en la direccin opuesta, acelerando el automvil haciaadelante.

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RECOMENDACIONES Y CONCLUCIONES

Finalmente hemos logrado explicar de la forma ms sencilla posible las leyes delmovimiento formuladas por Newton. Se utiliz los conceptos de fuerza y masa cantidadescompletamente dinmicas; las cuales han permitido la comprensin de las leyes

apoyndonos en las aplicaciones expuestas en esta monografa.

Finalmente, si bien las leyes de Newton nos hace una descripcin del movimiento de uncuerpo; esto tiene limitaciones y por ello debemos tener cuidado para hacer uso de estasleyes.

Albert Einstein desarroll la teora de la relatividad e impuso limitaciones en el uso de lasleyes de Newton para describir el movimiento general de una partcula. Medianteexperimentos se comprob que el tiempo no es una cantidad absoluta como lo supusoNewton; y por consiguiente, la ecuacin de movimiento no predice el comportamientoexacto de una partcula, sobre todo cuando su velocidad se aproxima a la velocidad de laluz.


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REFERENCIAS

Biblioteca de investigaciones. (s.f.).Biblioteca de investigaciones. Obtenido de las leyes denewton: http://bibliotecadeinvestigaciones.wordpress.com/fisica-2/las-leyes-de-newton/

Kane, J., & Sternheim, M. (s.f.).Fsica.EDITORIAL REVERT.

linea, F. e. (s.f.). Obtenido dehttps://sites.google.com/site/timesolar/fuerza/primeraleydenewton

Llano, I. C. (s.f.).Fsica.Progreso,S.A de C.V.

Mosca, T. (s.f.).Fsica para la ciencia y la tenologa.EDITORIAL REVERT.

Riley, W. F. (s.f.).DINMICA.EITORIAL REVERT.

Textos cientificos. (s.f.). Textos cientificos. Obtenido de las leyes de newron:http://www.textoscientificos.com/fisica/mecanica/leyes-newton

thales cica. (s.f.). leyes de newton. Obtenido dehttp://thales.cica.es/rd/Recursos/rd98/Fisica/02/leyes.html#ley1:http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd98/Fisica/02/leyes.html#ley1

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