Página 90 - Coordinación de Servicios de Información
Versión de HTML Básico
!I-3
CAPÍTULO 1
FUERZAS. LEYES DE NEWTON DE LA MECÁNICA
1.1. El vector fuerza y la tercera
ley de Newton
La noción básica de fuerza se remonta a la
acción de nuestros músculos: al jalar o empujar un
objeto estamos ejerciéndole una fuerza.
Las fuerzas se caracterizan por dos clases de
efectos:
- Pueden
deformar
cuerpos restringidos
a no moverse.
- Pueden
acelerar
cuerpos libres de moverse
(es decir, modificarles su velocidad).
El efecto de un jalón o empujón depende no
solamente de qué tan fuer te lo demos, sino también de
la dirección en que lo apliquemos. Las fuerzas son
vectores, con propiedades de magnitud
y
dirección.
Al jalar un resorte sujeto a una pared (Fig. ] ), el
resorte se deforma, aumentando de longitud. El efecto
de la fuerza ejercida por el brazo es
deformativo.
Fig. l
No es el resorte el único cuerpo que se deforma;
también la pared sufre una deformación (casi
imperceptible, pero mensurable), así como los dedos
de la persona que jala el resorte. Los tres cuerpos
encerrados en la Fig. 1 se ejercen fuerzas mutuamente.
¿Cómo están las fuerzas que deforman cada
uno de los cuerpos "pared", "resorte" y "mano"?
La respuesta viene dada por la tercera ley de
Newton, cuyo enunciado original, que data del año
1687, es este:
(1)
Tercera ley
de
Newton
(ley de
Acción- Reaccióu)
A toda acción siempre se le opone una
reacción igual, o: las acciones mutuas de dos
cuerpos son siempre iguales y dirigidas en
sentidos opuestos.
Unas observaciones con respecto a la 3a. ley:
•
La "acción" y
la
"reacción" a que hace referencia
esta ley son
fuerzas.
•
La expresión matemática general de la tercera ley
es la siguiente:
Ca)
(b)
donde F
AB
es la fuerza que ejerce el cuerpo A
sobre el E,
y
FeA
es la fuerza recíproca, la que
ei~rce
R sobre A (Fig. 2).
Cuerpo A
FAB~
~
CuerpoE
.-~
Cuerpo
8
F
B •
...----0-–
~
CuerpoA
Fig.2
•
La acción )" la reacción actúan siempre sobre
cuerpos
distintos.
•
1.as fuerzas F
BA
y
F AS
están dirigidas según la
línea que une ambos cuerpos (esta afirmación no
se cumple para todo tipo de fuerzas, por lo que el
enllnciado dado se denomina "tercera ley en su
forma res tringida").
Las fuerzas de acción
y
reacción pueden apuntar de una partícula hacia
•
la otra (Fig. 2a) o en direcciones antipartícula (Fig.
2b).
Cualquiera de las fuerzas F
AB
o F
SA
se denomina
la
acción,
y la otra recibe automá ticamente el
nombre de
reacción.
No se implica aquí una
relación causa--efecto: :a "acción" no es la causa
de la "reacción"; son meramente nombres.
•
Toda fuerza proviene de la acción mutua (o
"interacción") de d os cuerpos. Las fue rzas no
s urgen de la nada: si un cuerpo experimenta una
