LEYES
DE NEWTON
INERCIA
¿Qué
es inercia?
Se
denomina en física inercia a la resistencia que oponen los
cuerpos a modificar su estado de movimiento o de quietud, ya sea para alterar
su velocidad, su rumbo o para detenerse; aunque el término también aplica para
las modificaciones de su estado físico.
Un
cuerpo, así, requiere de una fuerza que venza la inercia para
alterar su trayectoria, que de otro modo se apegaría a las leyes del movimiento
rectilíneo uniforme, o para iniciar un movimiento, pues de otro modo
permanecería en reposo. Esto, claro está, considerando que no existe el reposo
o el movimiento rectilíneo y uniforme en el universo, excepto en base a un
sistema de referencia (de observación). Por eso se prefiere hablar de “reposo
relativo”.
De
esta manera, un cuerpo o sistema tendrá una mayor inercia en la medida en que
requiera de fuerzas de mayor intensidad para modificar su estado de movimiento
o para modificar su estado físico. Se llama “fuerzas inerciales” a dichas
resistencias a cambiar de estado de movimiento o de estado físico, y son
fuerzas ficticias que el observador percibe dentro del marco de referencia.
Principio
de la inercia
El
principio de la inercia, conocido como la Primera Ley de Newton, reza que
los cuerpos tenderán a conservar su estado de reposo o de movimiento rectilíneo
uniforme hasta que se aplique sobre ellos una fuerza externa capaz de vencer
dicha resistencia, que se denomina como anteriormente dijimos, fuerza inercial.
Este
principio de la física fue formulado matemáticamente por Sir Isaac
Newton en su obra Philosophiae naturalis principia matemática publicada
en 1687, a partir de la conocida Ley de inercia de Galileo Galilei. Y uno de
sus conceptos fundamentales es la equivalencia entre el estado de reposo
(velocidad 0) y el de movimiento rectilíneo y uniforme, ya que en ambos casos,
de presentarse, implican que ninguna fuerza externa está actuando sobre el
cuerpo en cuestión.
En
cambio, si observamos un cuerpo desplasarze y perder velocidad
paulatinamente, podremos atribuir esa pérdida de velocidad al efecto de fuerzas
de roce que vencen su principio inercial.
Ejemplos
La
inercia puede ser verificada y experimentada a través de numerosos ejemplos.
Algunos pueden ser:
- El cinturón de
seguridad. Cuando un vehículo se desplaza a una velocidad constante, sus
pasajeros comparten con él esta velocidad. Pero si el conductor detiene de
golpe el vehículo (o choca con otro que le impide continuar su
trayectoria), los pasajeros sentirán el empuje de la inercia que los hace
mantener su movimiento, arrojándolos hacia adelante. Entonces interviene
el cinturón de seguridad, que vence la inercia e interrumpe su movimiento,
evitándoles golpear con el parabrisas.
- Empujar un objeto
pesado. Al empujar un objeto pesado en reposo, se siente la necesidad de
vencer la inercia con la fuerza de quienes empujan. Una vez vencida, el
objeto se desplazará con más facilidad, pues estará en movimiento; pero
inicialmente opondrá resistencia a desplazarse.
- Tirar rápidamente de un
mantel. En el típico acto de los magos, se tira de un mantel con objetos
encima, los cuales permanecen en su lugar debido a las fuerzas inerciales
y no se desplazan junto con la tela.
- Frenado de los trenes.
Cuando los trenes buscan detenerse en la estación, demoran un poco en
hacerlo, pues la inercia que traen es tan alta que requieren de un mayor
espacio de frenado.
- El adobe de las
construcciones. El adobe es un material usual de construcción, sobre todo
en las viviendas más precarias, porque presenta una gran inercia térmica:
se resiste al calentamiento, manteniendo el interior de la vivienda más
fresca.
Tipos
de inercia
Así,
se distinguen dos tipos de inercia en la física: la mecánica y la térmica.
- Inercia mecánica. Relacionada a la dificultad de modificar el
movimiento y la quietud, como hemos explicado anteriormente. Depende
directamente de la cantidad de masa del cuerpo o sistema y del tensor de
inercia.
- Inercia térmica. Mide la dificultad de un cuerpo o sistema
para modificar su temperatura al entrar en contacto con otros objetos o al
ser calentado directamente. Depende de la capacidad calorífica del cuerpo
o sistema.
Sin
embargo, la inercia mecánica puede subdividirse a su vez en:
- Inercia dinámica. La presentan los cuerpos en movimiento
relativo.
- Inercia estática. La presentan los cuerpos en reposo relativo.
- Inercia rotacional. La presentan los cuerpos que exhiben
movimiento rotatorio.
- Inercia traslacional. Está vinculada con la masa total de los
cuerpos.
ACCION-REACCION
Estas
fuerzas las ejercen todos los cuerpos que están en contacto con otro, así un
libro sobre la mesa ejerce una fuerza de acción sobre la mesa y la mesa una
fuerza de reacción sobre el libro. Estas fuerzas son iguales pero contrarias;
es decir tienen el mismo modulo y sentido, pero son opuestas en dirección.
Esto significa que siempre en que un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro este también ejerce una fuerza sobre él.
Se nombra fuerza de acción a la que es ejercida por el primer cuerpo que origina una fuerza sobre otro, por lo tanto se denomina fuerza de reacción a la es originada por el cuerpo que recibe y reacciona (De allí el nombre) con esta otra fuerza sobre el primer cuerpo.
¿Pero qué pasa cuando ningún cuerpo origino primariamente la fuerza, como en el ejemplo del libro sobre la mesa? Cualquiera puede ser denominada fuerza de acción y obviamente a la otra se le denominará como fuerza de reacción.
Esto significa que siempre en que un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro este también ejerce una fuerza sobre él.
Se nombra fuerza de acción a la que es ejercida por el primer cuerpo que origina una fuerza sobre otro, por lo tanto se denomina fuerza de reacción a la es originada por el cuerpo que recibe y reacciona (De allí el nombre) con esta otra fuerza sobre el primer cuerpo.
¿Pero qué pasa cuando ningún cuerpo origino primariamente la fuerza, como en el ejemplo del libro sobre la mesa? Cualquiera puede ser denominada fuerza de acción y obviamente a la otra se le denominará como fuerza de reacción.
Ejemplos:
- La fuerza que ejerce la
bala sobre la pistola y la que ejerce la pistola sobre la bala provocando
el disparo de esta.
- La fuerza que ejerce el
avión sobre el aire, provoca que el aire reaccione sobre el avión
provocando el desplazamiento de este.
- La fuerza del misil
hacia el aire y la del aire sobre el misil provoca el movimiento del
misil.
- 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.
- 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.
FUERZA
Su
palabra proviene del latín fortia. La fuerza es la capacidad
para realizar un trabajo fisico o un movimiento, así como también la
potencia o esfuerzo para sostener un cuerpo o resistir un empuje. Los efectos
que puede tener una fuerza son que un cuerpo se deforme (por ejemplo,
si apretamos o estiramos un trozo de goma de mascar); que un cuerpo
permanezca en reposo (por ejemplo, para mantener estirado un puente, hay
que hacer fuerza sobre él), y que cambie su estado de movimiento (ya
sea cuando el objeto este estático, o acelerarlo o frenarlo cuando se esté
moviendo).
En
el campo de la fisica, la fuerza es una magnitud vectoral, y es
toda causa capaz de cambiar el estado de reposo o de movimiento de un cuerpo.
La fuerza que actúa sobre un objeto de masa m es igual a la variación del
momento lineal (o cantidad de movimiento) de dicho objeto respecto
del tiempo. La unidad de fuerza en el Sistema Internacional (SI) es el
newton, de símbolo N. El concepto de fuerza se suele explicar matemáticamente
en términos de las tres leyes del movimiento de Newton.
En
una fuerza pueden tenerse en cuenta diferentes rasgos determinantes: el
punto de aplicación (punto del cuerpo sobre el que se ejerce la
fuerza); la dirección (recta sobre la que la fuerza induce a moverse
al cuerpo); el sentido (orientación de la fuerza) y la intensidad (medida
de la fuerza respecto a una unitaria establecida).
Existen
dos tipos de fuerzas; las que actúan por contacto, en donde el cuerpo que
ejerce la fuerza está en contacto directo con el cuerpo sobre el que esta se
aplica, por ejemplo: lanzar una piedra, tirar de una cuerda, etc. Y las
que actúan a distancia, aquí el cuerpo el cuerpo que ejerce la fuerza no está
en contacto con el cuerpo sobre el que esta se aplica, ejemplo: la fuerza
de atracción magnética, la fuerza con que la Tierra atrae a los cuerpos,
etc.
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https://youtu.be/bUSFYTHfvYQ
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