Leyes de Newton

Semanas del 1 al 12 de septiembre 2025

Otras leyes de Newton

Masa

La masa es una propiedad del objeto, la cuál especifica cuanta inercia tiene, y cómo hemos visto se mide en $kilogramos$ ($Kg$)

Supongamos una fuerza $F$, actuando sobre un objeto de masa $m_1$ para producir una aceleración $a_1$, y la misma fuerza $F$ actuando sobre una masa $m_2$ para producir una aceleración $a_2$, de donde se infiere que $m_1 a_1 = m_2 a_2$

Segunda Ley de Newton: La aceleracion de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actua sobre el e inversamente proporcional a su masa.

$\Sigma F = m a$

La expresión de arriba es una expresión vectorial que se puede separar en:

$\Sigma F_x = m a_x$, $\Sigma F_y = m a_y$, $\Sigma F_z = m a_z$

Ejemplo:

Un puck de hockey con masa de $0.30Kg$ se desliza sobre una pista de hielo. Dos fuerzas actuan sobre el puck (ver figura abajo), $F_1 = 5N$, $F_2 = 8N$, determine la magnitud y dirección de la aceleración del puck.

La fuerza resultante en $x$ es:

$\Sigma F_x = F_{1x} + F_{2x} = F_1 cos(-20°) + F_2 cos(60°) = 5(0.94) + 8(0.5) = 8.7N$

La fuerza resultante en $y$ es:

$\Sigma F_y = F_{1y} + F_{2y} = F_1 sin(-20°) + F_2 sin(60°) = 5(-0.342) + 8(0.866) = 5.2N$

Ahora aplicando la segunda ley de Newton tenemos:

$a_x = \frac{\Sigma F_x}{m} = \frac{8.7N}{0.3Kg} = 29 m/s^2$

$a_y = \frac{\Sigma F_y}{m} = \frac{5.2N}{0.3Kg} = 17 m/s^2$

La magnitud de la aceleración será:

$a = \sqrt{(29)^2 + (17)^2} = 34 m/s^2$

y su dirección relativa al eje $x$ será:

$\theta = tan^{-1} (\frac{a_y}{a_x}) = tan^{-1} (\frac{17}{29}) = 30°$

Referencias: Teoría e imágenes tomadas de "Resnick, Halliday, Walker (2007). Fundamentals of Physics 8Th. USA: Wiley."