La segunda ley de Newton, también conocida como principio fundamental de la dinámica, se ocupa de la relación entre la fuerza y la aceleración de un cuerpo.
Esta es la segunda de las tres leyes de Isaac Newton, que explican la dinámica del movimiento de los cuerpos. Las leyes 1, 2 y 3 de Newton se publicaron en 1687, en el libro titulado Principios matemáticos de la filosofía natural.
Esta es la única ley de Newton que se puede representar mediante una ecuación, donde la fuerza neta (Fr) es igual al producto de la masa (m) y la aceleración (a).
Explicación de la segunda ley de Newton
De acuerdo con esta ley, para que un cuerpo gane aceleración y cambie su velocidad, se le debe aplicar una fuerza. La segunda ley, por tanto, se ocupa de los casos en los que existen aceleración en el movimiento de los cuerpos, a diferencia de la primera ley, que se ocupa de los casos en los que la aceleración es nula.
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Para que un cuerpo salga de su estado de equilibrio y gane aceleración, la fuerza neta que se le aplica debe ser distinta de cero.
Esto significa que, si se ejerce más de una fuerza sobre el cuerpo, es necesario sumar todas las fuerzas, porque estas fuerzas pueden intensificarse si tienen la misma dirección y dirección, o pueden anularse entre sí, si tienen direcciones opuestas, por ejemplo.
Vea la ecuación de esta ley:
De esta relación observamos que la fuerza resultante se puede calcular multiplicando la masa del cuerpo por la aceleración. A través de la fórmula, también encontramos que la fuerza y la masa son cantidades directamente proporcionales.
Esto significa que cuanto mayor es la masa, mayor es la fuerza de la fuerza para que el cuerpo gane aceleración. Esto sucede debido a inercia del cuerpo, que es su tendencia a permanecer en su estado de equilibrio.
La masa es la medida cuantitativa de la inercia, por lo que cuanto mayor es la masa, mayor es la inercia de un cuerpo. Vea este ejemplo:
- Sobre una superficie plana hay dos cajas de madera, una de 5 kg y la otra de 500 kg. Si una persona intenta empujar estas cajas, le resultará mucho más fácil mover la caja más liviana porque su masa es menor y por lo tanto su inercia también es menor.
Por otro lado, podemos observar que el la masa y la aceleración son cantidades inversamente proporcionales. Esto se debe a que, cuanto mayor es la masa de un cuerpo, mayor es su resistencia al cambio de velocidad y, por tanto, menor su aceleración.
Para aclarar esta relación, vea este ejemplo:
Considere dos cuerpos con diferentes masas, el cuerpo A tiene una masa de 10 kg y el cuerpo B tiene una masa de 5 kg y se aplica una fuerza de la misma intensidad a ambos cuerpos.
Al aplicar la misma fuerza, el cuerpo menos masivo ganó más aceleración.
En este caso, el cuerpo B ganará una mayor aceleración que el cuerpo A. Esto se debe a que la masa del cuerpo B es menor y, por lo tanto, su resistencia al exceso de velocidad es menor.
Las unidades de medida de estas cantidades son:
- Fuerza (F) - Newton
- Masa (m) - kg
- Aceleración (a) - m / s²
Véase también el significado de inercia y fuerza.
Ahora que comprende cuál es la segunda ley de Newton, observe el ejemplo de una ejercicio práctico.
- Considerando dos cuerpos A y B, ambos con un peso de 100 kg. Se aplica una fuerza de 40 newtons al cuerpo A y al cuerpo B se aplica una fuerza de 60 newtons. ¿Cuál es la aceleración que adquiere cada uno de los cuerpos?
Usando la fórmula:
| Cuerpo A | Cuerpo B |
|
40 = 100.a a = 40/100 a = 0,4 m / s² |
60 = 100.a a = 60/100 a = 0,6 m / s² |
Como resultado, tenemos que La aceleración del cuerpo B es mayor que la aceleración del cuerpo A. Como ambos tienen la misma masa, la aceleración fue mayor en el caso de que la fuerza resultante aplicada al cuerpo fuera más intensa.
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