Leyes de Newton

Newton planteó que todos los movimientos se atienen a estas tres leyes principales, formuladas en términos matemáticos.Esta ley postula, por tanto, que un cuerpo no puede cambiar por sí solo su estado inicial, ya sea en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme, a menos que se aplique una fuerza o una serie de fuerzas cuya resultante no sea nula.Supongamos un sistema de referencia S y otro S´ que se desplaza respecto del primero a una velocidad constante.Por otra parte, cabe destacar que la variación de la velocidad corresponde a la aceleración.Por ejemplo considérese una plataforma girando con velocidad angular constante, ω, en la que un objeto está atado al eje de giro mediante una cuerda, y supongamos dos observadores, uno inercial externo a la plataforma y otro no inercial situado sobre ella.[7]​ En realidad, es imposible encontrar un sistema de referencia inercial, ya que siempre hay algún tipo de fuerzas actuando sobre los cuerpos; no obstante, siempre es posible encontrar un sistema de referencia en el que el problema que estemos estudiando se pueda tratar como si estuviésemos en un sistema inercial.La segunda ley que propuso Newton originalmente no hace una mención explícita a la masa, aceleración o a la variación de la velocidad en el tiempo, sin embargo, el cambio en el movimiento es considerado como una forma de describir la variación en la «cantidad de movimiento», que en su forma actual es una magnitud vectorial.Es decir, la fuerza que genera el movimiento es directamente proporcional al cambio del momentum en cada unidad de tiempo.Si la masa del cuerpo se mantiene constante, entonces la segunda ley de Newton implica queSi la fuerza es variable en el tiempo, esta ecuación se puede integrar entre un intervalo dado, dígase entreEn este tipo de acciones conviene considerar la duración del impacto y la fuerza ejercida durante el mismo.Conocido el valor de la velocidad v en la posición angular se puede determinar la tensión T del hilo.La tercera ley de Newton establece que siempre que un objeto ejerce una fuerza sobre un segundo objeto, este último ejerce una fuerza sobre el primero de igual magnitud y dirección, pero en sentido opuesto.Este principio relaciona dos fuerzas que no están aplicadas al mismo cuerpo, produciendo en ellos aceleraciones diferentes, según sean sus masas.[7]​ Para entender estos fenómenos, el punto de partida es la observación del mundo cotidiano.Si se desea cambiar la posición de un cuerpo en reposo es necesario empujarlo o levantarlo, es decir, ejercer una acción sobre él.Esto motivó que el conocimiento sobre estos hechos fuera erróneo durante siglos.Ya en la antigüedad, las observaciones físicas de Aristóteles fueron puestas en duda por filósofos peripatéticos como Estratón y filósofos epicúreos como Lucrecio, quien declaró que «a través de un vacío sin perturbaciones, todos los cuerpos deben viajar a la misma velocidad incluso cuando son impulsados por pesos desiguales».Domingo de Soto fue uno de los primeros en establecer que un cuerpo en caída libre sufre una aceleración uniforme con respecto al tiempo —dicha afirmación también había sido establecida por Nicolás Oresme casi dos siglos antes— y su concepción sobre la masa fue avanzada en su época.Tenía una claridad rotunda acerca de este hecho y lo expresaba en ejemplos numéricos concretos.Este fue un descubrimiento clave en física y base esencial para el posterior estudio de la gravedad por Galileo Galilei e Isaac Newton.Tras las ideas innovadoras sobre el movimiento de estos científicos, Galileo hizo un avance muy importante al introducir el método científico que enseña que no siempre se debe creer en las conclusiones intuitivas basadas en la observación inmediata, pues esto lleva a menudo a equivocaciones.Galileo realizó un gran número de experiencias en las que se iban cambiando ligeramente las condiciones del problema y midió los resultados en cada caso.De esta manera pudo extrapolar sus observaciones hasta llegar a entender un experimento ideal.Inmediatamente se presentó otro problema: ¿si la velocidad no lo revela, qué parámetro del movimiento indica la acción de fuerzas exteriores?[7]​[nota 6]​ Después de que Newton formulara las tres famosas leyes, numerosos físicos y matemáticos hicieron contribuciones para darles una forma más general o de más fácil aplicación a sistemas no inerciales o a sistemas con ligaduras.[23]​ Ya que es un hecho conocido que las Leyes de Newton, tal como fueron escritas, solo son válidas a los sistemas de referencia inerciales, o más precisamente, para aplicarlas a sistemas no-inerciales, requieren la introducción de las llamadas fuerzas ficticias, que se comportan como fuerzas pero no están provocadas directamente por ninguna partícula material o agente concreto, sino que son un efecto aparente del sistema de referencia no inercial.También se han conjeturado algunas modificaciones macroscópicas y no-relativistas, basadas en otros supuestos como la dinámica MOND.Las leyes de Newton constituyen tres principios aproximadamente válidos para velocidades pequeñas.Por tanto, estas fuerzas no siempre resultan estar sobre la misma línea, ni en general son de igual magnitud .