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- Segunda Ley de Newton: Cómo afectan al movimiento la fuerza, la masa y la aceleración de la red
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Por Steven Holzner
La primera ley de Newton dice que un objeto permanece en movimiento uniforme a menos que se actúe por una fuerza neta. Cuando se aplica una fuerza neta, el objeto se acelera. La segunda ley de Newton detalla la relación entre la fuerza neta, la masa y la aceleración:
- La aceleración de un objeto está en la dirección de la fuerza neta. Si empujas o jalas un objeto en una dirección en particular, se acelera en esa dirección.
- La aceleración tiene una magnitud directamente proporcional a la magnitud de la fuerza neta. Si empujas el doble de fuerte (y no hay otras fuerzas presentes), la aceleración es el doble de grande.
- La magnitud de la aceleración es inversamente proporcional a la masa del objeto. Es decir, cuanto mayor es la masa, menor es la aceleración para una fuerza neta dada (que es lo que cabría esperar de la inercia).
Todas estas características de las relaciones entre la fuerza neta
(a), y la masa (m) están contenidas en la siguiente ecuación:
Tenga en cuenta que utiliza el término
para describir la fuerza neta porque la letra griega sigma,
significa «suma»; por lo tanto,
significa la suma vectorial de todas las fuerzas separadas que actúan sobre el objeto. Si esto no es cero, entonces hay una fuerza neta.
Puedes ver que la ecuación
es consistente con la primera ley de movimiento de Newton (que trata de la inercia), porque si no hay fuerza neta
actuando sobre una masa m, entonces el lado izquierdo de esta ecuación es cero; por lo tanto, la aceleración también debe ser cero – tal como se esperaría de la primera ley.
Si reorganizas la ecuación de la fuerza neta para resolver la aceleración, puedes ver que si el tamaño de la fuerza neta se duplica, también lo hace el tamaño de la aceleración (si empujas dos veces más fuerte, el objeto acelera dos veces más), y si la masa se duplica, entonces la mitad de la aceleración (si la masa es dos veces más grande, acelera la mitad de la inercia):
Echa un vistazo al disco de hockey en la figura e imagina que está ahí sentado solo frente a una red. Estos dos deberían conocerse.
Acelerando un disco de hockey.
En un movimiento de cadera, decides aplicar tus conocimientos de física a este. Piensas que si aplicas la fuerza de tu palo al disco durante una décima de segundo, puedes acelerarlo en la dirección apropiada. Intenta el experimento, y seguro que el disco vuela en la red. ¡Anotación! La figura muestra cómo hiciste la meta. Aplicaste una fuerza neta al disco, que tiene una cierta masa, y se fue – acelerando en la dirección en que lo empujaste.
¿Cuál es su aceleración? Eso depende de la fuerza que aplique (junto con cualquier otra fuerza que pueda estar actuando sobre el disco), porque