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jueves, 25 de febrero de 2016

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9- Tercera Ley de Newton



Hasta ahora estudiamos la fuerza como un empuje o un tirón, pero ninguna de estas fuerzas están aisladas.

Si empujas una pared con los dedos sucede algo más que eso. Estás interactuando con la pared, la cual también te empuja. De manera que interviene un par de fuerzas: tu empuje sobre el muro y el empuje que te devuelve el muro. Estas fuerzas son de igual magnitud (tienen el mismo valor) y dirección contraria, y forman una interacción simple. De hacho, no puedes empujar la pared a menos que ésta te regrese el empujón.

Consideremos a un boxeador que golpea un saco de arena. Su puño golpea al saco (y lo deforma) y al mismo tiempo el saco pega contra el puño (y detiene su movimiento). Al golpear el saco de arena interviene un par de fuerzas. El par de fuerzas puede ser muy grande.

Pero ¿y si quiere golpear una hoja de pañuelo desechable, como se dijo antes? El puño del boxeador solo ejercería una fuerza sobre el papel que iguale la fuerza que el papel ejerce sobre el puño. Es decir, el puño no puede ejercer fuerza alguna, a menos que aquello a lo que pegue le devuelva la misma cantidad de fuerza. Una interacción requiere de un par de fuerzas que actúen sobe dos objetos distintos.


La tercera ley de Newton establece:

"Siempre que un objeto ejerce una fuerza sobre un segundo objeto, el segundo objeto ejerce una fuerza de igual magnitud y dirección opuesta sobre el primero"

Entonces podemos identificar una FUERZA DE ACCIÓN y una FUERZA DE REACCIÓN, y expresar la tercera ley de Newton como sigue:

"A cada acción siempre se opone una reacción igual"

No importa cuál fuerza sea la de acción y cuál la de reacción. Lo que interesa es que constituyen una sola interacción y que ninguna fuerza existe sin la otra.
Tú interactúas con el piso al caminar sobre él. Tu empuje contra el piso se acopla al empuje del piso contra ti. El par de fuerzas se forma al mismo tiempo (son simultáneas). De igual manera, los neumáticos y el asfalto se empujan entre sí. Al nadar interaccionas con el agua, la cual empujas hacia atrás, mientras que el agua te empuja hacia delante al mismo tiempo; y tú y el agua se empujan entre sí. En estos casos, las fuerzas de reacción son las que causan el movimiento. Ninguna fuerza existe sin la otra.



Acción: el cohete empuja los gases
Reacción: Los gases empujan al cohete



Definición de sistema


Con frecuencia surgen una pregunta: Si las fuerzas de acción y reacción son iguales en magnitud y opuestas en dirección, ¿por qué no se anulan?

Para contestarla debemos definir el sistema que interviene. Considera, por ejemplo, un sistema que consiste de una sola naranja. La línea punteada que rodea la naranja encierra y define el sistema. El vector que apunta hace fuera de la línea punteada representa una fuerza externa al sistema.
El sistema acelera de acuerdo con la segunda ley de Newton. En la imagen vemos que esta fuerza esta proporcionada por una manzana, la cual no altera nuestro análisis. La manzana es externa al sistema. El hecho de que la naranja ejerza al mismo tiempo una fuerza sobre la manzana, que es externa al otro sistema, puede afectar a la manzana, pero no a la naranja. Por eso, en este caso, las fuerzas no se anulan.



LA FUERZA DE REACCIÓN SE DENOMINA FUERZA NORMAL Y EL SÍMBOLO ES UNA N MAYÚSCULA CURSIVA

PREGUNTAS DE REPASO:

  1. Identificar en la imagen del camión todas las fuerzas. (son 4 en total)
  2. Llenar los espacios: Con frecuencia a la primera ley de Newton se la llama ley de _______; la segunda ley de Newton es la ley de _______; y la tercera ley de Newton es la ley de _______ y de ______.

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