Concepto:
La segunda ley de newton es una ley que permite entender las causas del movimiento, tanto en los cielos como en la tierra, en nuestro planeta como en otros, que me sirve tanto para entender porqué un objeto cae al suelo como para comprender porqué la Luna gira en torno a la Tierra.
La segunda ley de Newton creó un nuevo concepto, la fuerza, y ese nuevo concepto permitió entender los movimientos, por eso es conocida como la Ley del movimiento
Newton, usa la fuerza
Al igual que los caballeros Jedi, Newton usó la fuerza. Cuando Luke Skywalkerusaba la fuerza, conseguía que un objeto se moviese. Cuando un objeto pasa del reposo al movimiento cambia su velocidad, ¿verdad? Es decir, se acelera. Y será más fácil mover un objeto de mayor masa que uno de menor masa. Es decir,Fuerza es igual a masa por aceleración, traducido a fórmula sería: F=m·a. Y Newton afirmó:
La fuerza es proporcional a la aceleración que adquiera un cuerpo al moverse, y la masa será la constante de proporcionalidad
La utilidad de la fuerza
Mi padre, aficionado a las tareas hercúleas, me pidió el otro día que apartase del camino una piedra de 100 kilogramos de masa. Bendito sea. Me arremangué la camisa y planeé como hacerlo. Lo primero que me planteé es cuál sería el peso del pedrusco. Fácil, el peso es una fuerza.
Y la fuerza es la masa por la aceleración, como me enseñó Yoda en mi estancia en las ciénagas del planeta Dagobah el verano pasado. Por cierto, os recomiendo que llevéis loción anti mosquitos si os planteáis ir.
Por tanto, si pesa 100 kilogramos y la aceleración que sufre cualquier cuerpo en la tierra es 9.8 metros por segundo al cuadrado, tendré que hacer una fuerza de 980 Newtons (100*9.8) para levantarla. Vaya, es bastante. Así que pedía ayuda a mi primo Luke y le pedí que usase la fuerza. Pero Luke no controla demasiado su poder, aun es un joven padawan y ejerció una fuerza vertical de 1500 Newtons. ¿Sería suficiente? Si el peso de la piedra es de 980 N y la fuerza ejercida es de 1500 N obtengo una fuerza neta vertical de 520 N. Sí que lo sería.
Ejemplos habituales de la aplicación de fuerzas, serían por ejemplo el juego de la cuerda. Las fuerzas que actúan en la misma dirección y sentido se suman, mientras que las que actúan en la misma dirección y sentido contrario se restan. Así uniendo las fuerzas usando la cuerda varias personas son capaces de producir un efecto mucho mayor.
Gráficos: Segunda Ley de Newton
Video: Segunda Ley de Newton
Documento: Segunda Ley de Newton
Segunda ley de movimiento de newton de Moisés Galarza Espinoza
Ejercicios:
Un ascensor pesa 400 Kp. ¿Qué fuerza debe ejercer el cable hacia arriba para que suba con una aceleración de 5 m/s2? Suponiendo nulo el roce y la masa del ascensor es de 400 Kg.
Solución
Como puede verse en la figura 7, sobre el ascensor actúan dos fuerzas: la fuerza F de tracción del cable y la fuerza P del peso, dirigida hacia abajo.
La fuerza resultante que actúa sobre el ascensor es F – P
Aplicando la ecuación de la segunda ley de Newton tenemos:
Al transformar 400 Kp a N nos queda que:
400 Kp = 400 ( 9,8 N = 3920 N
Sustituyendo los valores de P, m y a se tiene:
F – 3920 N = 400 Kg. ( 0,5 m/s2
F – 3920 N = 200 N
Si despejamos F tenemos:
F = 200 N + 3920 N
F = 4120 N
Un carrito con su carga tiene una masa de 25 Kg. Cuando sobre él actúa, horizontalmente, una fuerza de 80 N adquiere una aceleración de 0,5 m/s2. ¿Qué magnitud tiene la fuerza de rozamiento Fr que se opone al avance del carrito?
Solución
En la figura 8 se muestran las condiciones del problema
La fuerza F, que actúa hacia la derecha, es contrarrestada por la fuerza de roce Fr, que actúa hacia la izquierda. De esta forma se obtiene una resultante F – Fr que es la fuerza que produce el movimiento.
Si aplicamos la segunda ley de Newton se tiene:
Sustituyendo F, m y a por sus valores nos queda
80 N – Fr = 25 Kg. ( 0,5 m/s2
80 N – Fr = 12,5 N
Si despejamos Fr nos queda:
Fr = 80 N – 12,5 N
Fr = 67,5 N
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