Segunda Ley de Newton: Principio de masa o de fuerza.

La primera ley de Newton dice que "un cuerpo conservará su estado de movimiento, excepto que una fuerza lo modifique" es decir que, si está en reposo, permanecerá en reposo y si está en movimiento, permanecerá en movimiento. Significa que su estado podrá cambiar si se le aplica una fuerza. Pero… ¿Qué fuerza? ¿Cuánta fuerza? ¿Mucha... poca...? Para responder a esas pregunta, Newton nos ofrece una segunda Ley. El principio de MASA o de FUERZA. Esta ley se puede resumir en una sencilla fórmula que dice que: FUERZA= MASA . ACELERACIÓN Lo interesante de esta fórmula es que nos esta diciendo ¿Qué es fuerza? Vamos por partes. Nos muestra cuales son las variables que la definen y son sólo dos variables: 1 La masa del cuerpo 2 La aceleración del cuerpo. Pero ¿Qué es la masa? En física se define masa como: “La cantidad de materia que tiene un determinado cuerpo” Además, el peso del cuerpo, dependerá de su masa. A mayor masa, mayor peso y viceversa. Vimos en la clase de magnitudes que la masa se mide en kilogramos, es fácil pensar que un cuerpo con 100kg tiene el doble de masa que uno de 50kg. Para poder entender que la masa y el peso son magnitudes diferentes, vayamos a un ejemplo de la vida cotidiana. Si vamos a la panadería y pedimos 1kg de pan, nos venderán 1kg de pan. Y si pedimos 2kg, nos venderán 2kg. Sabemos que 1kg de pan, pesa la mitad que 2kg de pan. Y evidentemente también 1kg de pan tiene la mitad de la masa de 2kg de pan. ¿Pero que sucede en el espacio, dentro de una nave espacial? Dentro de la nave, no hay gravedad, las cosas flotan dentro de la nave, no tienen peso. Tanto un astronauta, como una bolsa con 1kg de pan, o incluso con 2kg de pan, flotan en el aire, sin ningún peso. De pronto el astronauta decide comer pan, no será lo mismo para él comer 1kg que comer 2kg. Es decir 2kg de masa, siguen siendo el doble que 1kg de masa, independientemente del peso que tengan. Mas adelante veremos con más precisión que el peso y la masa son dos magnitudes diferentes. Entonces masa es: “LA CANTIDAD DE MATERIA QUE TIENE UN CUERPO” La otra variable en cuestión es la aceleración. La aceleración es: “Un cambio en la velocidad” Ya sea para tanto para aumentar la velocidad como para disminuirla. Vamos a un ejemplo, supongamos que vamos por la autopista con un automóvil. Y vamos a una velocidad de 100km/h. En un determinado momento decidimos pisar el pedal del acelerador y aumentamos nuestra velocidad a 120km/h. Ese cambio en la velocidad de 100km/h a 120km/h implica aceleración. Claro que no es lo mismo pasar de 100km/h a 120km/h en un minuto, que hacerlo en 10 minutos, en ambos casos estaremos en presencia de aceleración, pero diferente aceleración, evidentemente, el tiempo también forma parte de la aceleración. Ahora bien, si soltamos el acelerador y pisamos el freno, ¿También estamos acelerando?. Efectivamente, si observamos, frenar también es un cambio de velocidad, pero atención, la aceleración en éste caso será negativa. Pasaríamos por ejemplo de 120km/h a 100km/h. Entonces aceleración es: “UN CAMBIO DE LA VELOCIDAD RESPECTO DEL TIEMPO“ Ya estamos en condiciones de empezar a entender la segunda ley de Newton. Ésta ley define a la fuerza como el producto entre la masa y la aceleración, es decir. La fuerza es igual a la masa por la aceleración. FUERZA = MASA x ACELERACIÓN Expresado cómo fórmula matemática es: F=m.a Vamos a un ejemplo. Pensemos en una motito, detenida en un semáforo y a su lado, un camión cargado a tope. Cuando el semáforo se pone en verde, la motito sale cómodamente más rápido que el camión. ¿Lógico no? Pero…. Si el camión tiene un motor enorme, con mucha fuerza y la motito tiene un motor muy pequeño, con muy poca fuerza. ¿Por qué la motito sale a mayor velocidad? Es decir, tiene mayor aceleración. La respuesta es simple, la motocicleta tiene menos masa que el camión. Es decir que con más fuerza, el camión acelera menos, por “culpa” de la masa. Si queremos mover un mueble de lugar, lo mas práctico es vaciarlo, entonces, tendrá menos masa y tendremos que hacer menos fuerza. Evidentemente, la fuerza depende de la masa, si es mayor la masa que queremos mover, mayor es la fuerza que tenemos que hacer. Y con la aceleración sucede lo mismo. Imaginemos la bala de un cañon, si sale del cañon tendrá mucha mas aceleración, es decir alcanzará mucha velocidad en muy poco tiempo, que si la lanzamos con la mano. Evidentemente, el cañón tiene mas fuerza que nuestra mano. Conclusión de la 2da Ley: La fuerza depende de la masa y de la aceleración. Fuerza = masa . aceleración F=m.a