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LEYES DE NEWTON

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¿Quién fue Isaac Newton?

Nació el 25 de diciembre de 1642, en Woolsthorpe, Lincolnshire, Inglaterra, es el más grande de los astrónomos ingleses; se destacó también como gran físico y matemático. Fue en realidad un genio al cual debemos el descubrimiento de la ley de gravitación universal, que es una de las piedras angulares de la ciencia moderna. Fue uno de los inventores del cálculo diferencial e integral. Estableció las leyes de la mecánica clásica, y partiendo de la ley de gravitación universal dedujo las leyes de Kepler en forma más general. Logró construir el primer telescopio de reflexión.

Su padre,murió de neumonía unos meses antes de su nacimiento, y su madre luchó por sacar adelante la granja de la familia en Woolsthorpe. Eran tiempos difíciles en el país, una sangrienta guerra civil trastornó a Inglaterra durante seis años. Cuando Isaac tenía tres años su madre volvió a casarse, dejando a su hijo al cuidado de sus abuelos. Su primera educación la recibió en las escuelas de los pueblos cercanos. A los doce años fue inscrito en la escuela primaria de Grantham, una ciudad a diez kilómetros de su hogar. Allí estudió latín y la Biblia, pero tuvo poco contacto con las matemáticas o las ciencias.

El joven Newton vivía en la casa de William Clarke, farmacéutico de la ciudad, que tenía una de las mejores bibliotecas del lugar y una hermosa hijastra, con la que más tarde Newton tuvo un romance adolescente, el primero y último de su vida.

Cautivado por el principio de los relojes de sol, aprendió a calcular no sólo la hora sino también el día del mes, y a predecir acontecimientos como los solsticios y los equinoccios. Incluso el viento lo fascinaba. Un día, cuando Newton tenía dieciséis años, se alzó una gran tormenta, mientras la gente prudente buscaba refugio del viento, el joven realizó lo que más tarde recordaría como su primer experimento científico. Primero saltó con el viento, luego contra él. Comparando las distancias de los dos saltos, fue capaz de estimar la fuerza del ventarrón. Poco después, Newton fue llamado de la escuela para ocuparse de la granja de la familia. Un viejo sirviente de confianza recibió la tarea de enseñarle todas las habilidades necesarias, pero Newton nunca puso su corazón en el trabajo. Construía un molino de agua en el arroyo -completo con presas y compuertas- mientras sus ovejas sin vigilar invadían los campos de maíz del vecino. Su curiosidad, era ilimitada en asuntos de ciencias e invenciones, pero no se extendía hasta la agricultura. Después de nueve meses, la familia decidió que aquel curioso manipulador estuviera mejor en la escuela. El maestro de Grantham, que insistía en que los talentos de Newton se estaban desperdiciando en la granja, se ofreció a alojarlo en su propia casa. Así, en otoño de 1660, Newton regresó a Grantham a fin de prepararse para la universidad. En junio del año siguiente estaba listo para ir a Cambridge. Deseaba ya convertirse en profesor. En Cambridge, Newton llenó su soledad con el estudio de una amplia variedad de temas, que iban desde la astrología hasta la historia. Al final de su etapa de no graduado en 1664, había descubierto también las matemáticas y la filosofía natural, un campo que abarcaba los temas hoy conocidos como ciencias físicas. Newton se estaba preparando para empezar el trabajo de posgraduado cuando su vida dio otro brusco giro. Inglaterra fue golpeada por la peste bubónica, que se llevó consigo miles de vidas, sobre todo en ciudades como Londres y Cambridge, cuyos sucios y atestados arrabales proporcionaban

un caldo de cultivo ideal para la enfermedad transmitida por las ratas. La universidad cerró temporalmente mientras sus estudiante

huían a regiones rurales menos afectadas. Newton regresó a Woolsthorpe, visitando Cambridge de tanto en tanto para usar su biblioteca. Tranquilo al calor de Lincolnshire, puso a trabajar su poderoso intelecto en diversos problemas científicos y matemáticos.

Construyó la primera versión funcional de un nuevo instrumento astronómico, el telescopio de reflexión, que usaba un espejo curvo en vez de lentes para enfocar la luz. Desarrolló una nueva y poderosa rama de las matemáticas llamada cálculo. Y efectuó el trabajo fundamental de su teoría de la gravitación. El relato popular del origen de esa teoría -que Newton la concibió en el verano de 1666 tras ver caer una manzana de un árbol- es imposible de confirmar, pero la tradición ha señalado un árbol de la granja familiar como aquel del que cayó la manzana. Cuando el árbol murió en 1820, fue cortado a trozos, que fueron cuidadosamente conservados. En cualquier caso, algo durante este período dirigió los pensamientos de Newton hacia la idea de la ley universal de la gravitación. Su gran tratado Principios Matemáticos de Filosofía Natural (Principia), publicado en 1687 presenta los estudios de Newton durante más de veinte años en relación a la mecánica terrestre y celeste. Allí enuncia la ley de gravitación: dos cuerpos se atraen con una fuerza proporcional a sus masas e inversamente proporciona al cuadrado de la distancia que las separa. La importancia filosófica de la obra de Newton es extraordinaria; la forma en que el ser humano enfrentó la naturaleza el siglo XVIII y XIX es una consecuencia de los descubrimientos del gran sabio inglés. Los méritos de Newton no se reducen al campo de la mecánica y las matemáticas; también la óptica supo de su talento. Descubrió que la luz blanca puede ser descompuesta en todos los colores del arcoíris al hacerla pasar por un prisma, iniciando con ello el análisis espectral, base de la astrofísica contemporánea. Sus estudios sobre la luz lo llevaron a publicar en 1704 su Tratado sobre Óptica, donde además detalla su teoría corpuscular para la naturaleza de la luz. Los últimos años de su vida los destino a profundas meditaciones teológicas, alejado casi totalmente de aquellos quehaceres intelectuales para los cuales no tuvo rival. Murió el 20 de marzo de 1727, en Cambridge, Cambridgeshire, Inglaterra.

Primera ley de Newton: ley de inercia

La primera ley de Newton, también conocida como la ley de inercia, establece que un objeto en reposo permanecerá en reposo y un objeto en movimiento continuará

moviéndose a una velocidad constante en línea recta, a menos que una fuerza externa actúe sobre él. Esta ley introduce el concepto de inercia, que es la tendencia de los objetos a resistir cambios en su estado de movimiento. En términos más simples, un objeto no cambiará su velocidad o dirección a menos que algo lo obligue a hacerlo.

El principio de inercia tiene múltiples aplicaciones prácticas en nuestra vida diaria. Por ejemplo, en los sistemas de navegación de aviones y barcos, se utilizan giroscopios para mantener la orientación correcta. Estos dispositivos aprovechan la inercia para conservar su dirección de rotación, lo que permite a los pilotos y navegantes determinar su rumbo con precisión. Además, la inercia es un factor clave en la seguridad automovilística, ya que los cinturones de seguridad están diseñados para contrarrestar la inercia de los pasajeros en caso de colisión.

La comprensión de la inercia no solo es fundamental para la física clásica, sino que también ha influido en el desarrollo de teorías más modernas, como la teoría de la relatividad de Einstein. Aunque la primera ley de Newton puede parecer simple, su implicación en la descripción del movimiento es profunda y esencial para el estudio de la dinámica.

Segunda ley de Newton: definición de fuerza

La segunda ley de Newton proporciona una relación cuantitativa entre la fuerza aplicada a un objeto, su masa y la aceleración resultante. Esta ley se expresa mediante la fórmula F=ma, donde F es la fuerza neta, m es la masa del objeto y a es la aceleración. En esencia, esta ley establece que la aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él e inversamente

proporcional a su masa. Esta ley es fundamental para el análisis de cualquier sistema en movimiento y tiene aplicaciones en una amplia variedad de

campos, desde la ingeniería hasta la biología. Por ejemplo, en la ingeniería automotriz, la segunda ley de Newton se utiliza para calcular la fuerza necesaria para acelerar un vehículo a una velocidad deseada. También es crucial en el diseño de estructuras que deben soportar fuerzas externas, como puentes y edificios.

Tercera ley de Newton: acción y reacción

La tercera ley de Newton, conocida como la ley de acción y reacción, establece que por cada acción hay una reacción igual y opuesta. Esto significa que si un objeto A ejerce una fuerza sobre un objeto B, entonces el objeto B ejercerá una fuerza de igual magnitud pero en sentido opuesto sobre el objeto A. Es importante destacar que estas fuerzas actúan sobre diferentes objetos, lo que evita que se cancelen entre sí.

Esta ley es esencial para comprender cómo interactúan los cuerpos en el universo. Un ejemplo cotidiano de la tercera ley es el simple acto de caminar: cuando empujamos el suelo hacia atrás con nuestros pies, el suelo nos empuja hacia adelante con una fuerza igual, permitiéndonos avanzar. Del mismo modo, esta ley es fundamental para el funcionamiento de cohetes y aviones, donde el empuje generado por los motores es contrarrestado por una fuerza de reacción que impulsa la nave en la dirección opuesta.

La tercera ley de Newton no solo es crucial para la mecánica clásica, sino que también tiene implicaciones en campos más avanzados, como la física cuántica y la teoría de campos. Su principio de acción y reacción es una de las bases para entender las interacciones fundamentales en la naturaleza.

UN DATO INTERESANTE

SOBRE

NEWTON

Fue uno de los inventores del cálculo diferencial e integral. Estableció las leyes de la mecánica clásica, y partiendo de la ley de gravitación universal dedujo las leyes de Kepler en forma más general. Logró construir el primer telescopio de reflexión.

LA HISTORIA DE LA MANZANA

La historia de la manzana de Newton es, posiblemente, una de las historias más conocidas y difundidas en la historia de la ciencia. Según la creencia popular, Newton se encontraba a la sombra de un manzano, reflexionando y pensando en quién sabe qué, cuando una manzana le cayó en la cabeza y le dio la primera idea de su futura ley de la gravedad. El manuscrito que relató originalmente la historia de cómo el científico británico inspiró sus teorías físicas a partir de la famosa manzana, momento conocido como el ‘eureka’ de Newton (1643-1727), forma parte de una biografía del científico escrita por su amigo William Stukeley en 1752.

LAS FORMULAS DE NEWTON

Ley de Newton Fórmula Primera ley de Newton

ley de Newton

ley de Newton

Primer telescopio reflector

El Newtoniano es el clásico reflector. Tecnología sencilla y sin embargo genial. Fue desarrollado por Isaac Newton en el año 1668. Bueno, técnicamente fue mejorado por Newton, pues el físico Zucchi construyó un telescopio ya en 1616 compuesto por espejos. Newton introdujo un espejo plano diagonal. Es increíble que un telescopio diseñado y mejorado en 1668 siga de moda hoy en día, en la era de los smartphone y las tabletas, tal que sea una de las variedades favoritas y más adquiridas de telescopios para aficionados.

Ley de enfriamiento de Newton

La transferencia de calor que ocurre entre una superficie sólida y un fluido es proporcional al área superficial y a la diferencia de temperatura entre el fluido y la superficie sólida; esto se conoce como la ley de enfriamiento de Newton. Esto representa una naturaleza específica de la transferencia de calor por convección Las leyes de Newton, también conocidas como leyes del movimiento de Newton,1 son tres principios a partir de los cuales se explican una gran parte de los problemas planteados en mecánica clásica, en particular aquellos relativos al movimiento de los cuerpos, que revolucionaron los conceptos básicos de la física y el movimiento de los cuerpos en el universo. Los cimientos no sólo de la dinámica clásica sino también de la física clásica en general. Aunque incluyen ciertas definiciones y en cierto sentido pueden verse como axiomas, Newton afirmó que estaban basadas en observaciones y experimentos cuantitativos; ciertamente no pueden derivarse a partir de otras relaciones más básicas. La demostración de su validez radica en sus predicciones… La validez de esas predicciones fue verificada en todos y cada uno de los casos durante más de dos siglos.2

En concreto, la relevancia de estas leyes radica en dos aspectos: por un lado constituyen, junto con la transformación de Galileo, las bases de la mecánica clásica, y por otro, al combinar estas leyes con la ley de la gravitación universal, se pueden deducir y explicar las leyes de Kepler sobre el movimiento planetario. Así, las leyes de Newton permiten explicar, por ejemplo, tanto el movimiento de los astros como los movimientos de los proyectiles artificiales creados por el ser humano y toda la mecánica de funcionamiento de las máquinas. Su formulación matemática fue publicada por Isaac Newton en 1687 en su obra

La dinámica de Newton, también conocida como dinámica clásica, solo se cumple en los sistemas de referencia inerciales (que se mueven a velocidad constante; la Tierra, aunque gire y rote, se trata como tal a efectos de muchos experimentos prácticos). Solo es aplicable a cuerpos cuya velocidad dista considerablemente de la velocidad de la luz; cuando la velocidad del cuerpo se va aproximando a los 300 000 km/s (lo que ocurriría en los sistemas de referencia no-inerciales) aparecen una serie de fenómenos denominados efectos relativistas. El estudio de estos efectos (contracción de la longitud, por ejemplo) corresponde a la teoría de la relatividad especial, enunciada por Albert Einstein en 1905“Sin duda, el descubrimiento más sobresaliente de Newton fue haberse dado cuenta de que la fuerza que nos permite permanecer parados en el piso es la misma que sostiene a la Luna en órbita alrededor de la Tierra”, afirma Julieta Fierro. A esta fuerza le llamó gravedad. Este descubrimiento le permitió encontrar una descripción matemática de la fuerza de gravedad y establecer las tres Leyes de Newton, donde explica la relación que existe entre las fuerzas que actúan en un cuerpo y el movimiento de este cuerpo como consecuencia de la fuerza. La investigadora agrega que estas leyes permiten entender tanto el movimiento de los cuerpos celestes como terrestres. Además, Newton realizó estudios sobre la luz. En esa época se creía que la luz del Sol era blanca y pura y que los colores se debían a una modificación de ella. Newton demostró que la luz blanca es en realidad una mezcla de diferentes tipos de rayos de colores. Los mismos que se observan en los arcoíris. De sus trabajos importantes fueron en matemáticas donde sentó las bases para el desarrollo del cálculo diferencia e integral. Casi al mismo tiempo, de forma independiente, el filósofo Leibniz desarrolló un trabajo similar, por lo que el crédito de este desarrollo se le da a los dos personajes Isaac Newton pasó los últimos años de su vida en Londres, falleció el 20 de marzo de 1727 a los 84 años tras haber alcanzado una reputación como ningún otro científico lo hiciera hasta esa época. Él trabajo de Newton es muy vasto en diferentes áreas de la ciencia. Sin embargo, los descubrimientos sobre las leyes de la gravedad, el cálculo y la luz lo convierten en uno de los pilares más

Isaac Newton nació el 4 de enero de 1643 en Woolsthorpe Menor, Reino Unido y murió el 31 de marzo de 1727. Entre sus estudios e investigaciones demuestra las Leyes de Newton; las cuales se conocen como: (Ley de la Inercia, Ley de F=fama, hay una proporcionalidad de la fuerza con la masa y aceleración y la Ley que a toda acción corresponde una reacción).

Sus leyes de han comprobado y demostrado de tal forma que las aplicamos día a día en nuestro entorno que nos rodea; así sus leyes las aplica y relaciona con el estudio de la Mecánica. La Mecánica es una rama de la Física que se encarga de estudiar todo lo relacionado con la posición y movimiento de los cuerpos. Donde se estudia a la Estática y Dinámica. La Física es una ciencia muy amplia ya que interactúa con todo lo que nos rodea a nuestro alrededor que es la naturaleza. Antes de iniciar con las Leyes de Newton se debe comprender el concepto de Fuerza; la podemos definir como la acción de empujar un cuerpo ó jalar un cuerpo, al ejercer una fuerza a un cuerpo (masa en kg) que está en reposo empieza a tener un desplazamiento (aceleración , y como resultado se tiene una distancia recorrida de un punto A hacia un punto B. La fuerza es una magnitud vectorial ya que se puede representar por un vector, el cual tiene una magnitud, una dirección y un sentido.