¿Cómo se relacionan la fuerza y ​​el movimiento?

isaac newton dio la mejor descripción de los vínculos entre la fuerza y ​​el movimiento en sus tres famosas leyes, y aprender sobre ellas es una parte crucial del aprendizaje de la física. te dicen lo que sucede cuando se aplica una fuerza a una masa y también definen el concepto clave de fuerza. Si desea comprender la relación entre fuerza y ​​movimiento, las dos primeras leyes de newton son las más importantes a tener en cuenta y son fáciles de abordar. explican que cualquier cambio de movimiento a no movimiento o viceversa requiere una fuerza desequilibrada, y que la cantidad de movimiento es proporcional al tamaño de la fuerza e inversamente proporcional a la masa del objeto.

La primera ley de newton dice que un objeto permanecerá en reposo (no en movimiento) o en movimiento exactamente a la misma velocidad y exactamente en la misma dirección, a menos que se actúe por una fuerza "desequilibrada". en términos más simples, dice que algo solo se mueve si algo lo empuja, y que las cosas solo se detienen, cambian de dirección o comienzan a moverse más rápido si algo lo empuja.

entender el significado de "fuerza desequilibrada" aclara esta ley. si dos fuerzas actúan sobre un objeto, una que lo empuja hacia la izquierda y la otra hacia la derecha, solo se moverá si una de las fuerzas es más grande que la otra. Si tienen exactamente la misma fuerza, el objeto simplemente se quedará donde está.

Una forma de imaginar esto es pensar en un conjunto de escalas, con pesos a cada lado. Las pesas están siendo bajadas por la gravedad, y lo único que afecta la cantidad de gravedad que las atrae es la cantidad de masa que hay. Si tiene la misma cantidad de masa en ambos lados, la escala permanece inmóvil. la escala solo se mueve si literalmente la desestabiliza en términos de masa. la diferencia en las masas significa que las fuerzas que actúan en ambos lados de la escala están desequilibradas, por lo que la escala se mueve.

imaginar el movimiento constante a la misma velocidad es más difícil porque no te encuentras con esto en la vida cotidiana. piense qué pasaría si tuviera un carro de juguete sobre una superficie perfectamente lisa (sin fricción) y no hubiera aire en la habitación. el automóvil se mantendría quieto a menos que fuera empujado, como se describió anteriormente. ¿Pero qué pasa después del empuje? no hay fricción con la superficie para reducir la velocidad y no hay aire para reducir la velocidad. la superficie equilibra la fuerza de la gravedad (por algo que se llama "reacción normal", relacionada con la tercera ley de newton), y no hay fuerzas que actúen sobre ella desde la izquierda o la derecha. en esta situación, el automóvil seguiría viajando a la misma velocidad a lo largo de la superficie. Si la superficie fuera infinitamente larga, el automóvil se seguiría moviendo a esa velocidad para siempre.

La segunda ley de newton define el concepto de fuerza. establece que la fuerza aplicada a un objeto es igual a su masa multiplicada por la aceleración que causa la fuerza. En símbolos, esto es:

f = ma

la unidad de fuerza es el newton, para reconocer a la persona que la definió, que es una forma abreviada de decir kilogramos-metros por segundo al cuadrado (kg m / s ² ). Si tiene una masa de 1 kg y desea acelerarla a 1 m / s cada segundo, debe aplicar una fuerza de 1 n.

escribir la ley de newton de la siguiente manera ayuda a aclarar el vínculo entre la fuerza y ​​el movimiento:

a = f ÷ m

La aceleración, a la izquierda, nos dice cuánto se está moviendo algo. el lado derecho muestra que una fuerza mayor conduce a más movimiento, si la masa del objeto es la misma. Si se aplica una fuerza específica, esta ecuación también muestra que la cantidad de aceleración depende de la masa que está intentando mover. un objeto más grande y más pesado se mueve menos que un objeto más pequeño y más liviano sometido al empuje del mismo tamaño. Si pateas una pelota de fútbol, ​​se moverá mucho más que si pateas una bolera con la misma fuerza.