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Fuerza, Leyes de Newton y Fuerza de empuje

La gran síntesis sobre el movimiento, a velocidades más pequeñas que la de la Luz, fue realizada por Isaac Newton y expuesta en tres leyes de aparente sencillez que aplicadas a cualquier cuerpo moviéndose o en reposo puede describir su comportamiento.

Fuerza y Leyes de Newton y por qué los barcos flotan.
Para comprender el movimiento de los cuerpos materiales es necesario considerar que éstos no se pueden aislar del resto del universo; debemos considerar por el contrario su interacción con el resto del Universo.
Las Leyes de Newton son un intento de describir esas interacciones de manera general y en cada una de ellas está presente el concepto de interacción entre cuerpos diferentes y lo que ellas describen son las consecuencias de esas interacciones.


Se expondrán aquí las leyes de Newton tal cual él las escribió y las interpretaciones que hacemos de ellas desde un punto de vista posterior a Newton haciendo énfasis en el concepto de interacción.


Primera Ley de Newton.
“ Todo cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser en tanto que sea obligado por fuerzas impresas a cambiar su estado”.
Interpretando esta ley se puede decir que todo cuerpo estará en equilibrio, a menos que, por causa de la interacción con otro u otros cuerpos el equilibrio se rompa. Se entiende el equilibrio como un estado donde el cuerpo está en reposo o, se mueve con velocidad constante y ello ocurre porque las influencias externas están balanceadas o neutralizadas.

Segunda Ley de Newton.
“El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime”
Esta afirmación de Newton fue modificada posteriormente por el matemático suizo Leonardo Euler quien le dio la forma que hoy conocemos y que podemos enunciar así: La fuerza no equilibrada o resultante actuando sobre un cuerpo es igual al producto de la masa por su aceleración.

Interpretando esta ley se puede decir que cuando un objeto material es desequilibrado por la acción de otros cuerpos, es decir cuando su velocidad varía o es acelerado por otros:. La intensidad de la interacción es medida por medio del producto de la masa por la aceleración y a ese producto lo denominamos fuerza.

Tercera Ley de Newton.

“Con toda acción siempre ocurre una reacción igual y contraria: O sea, las acciones mutuas siempre son iguales y dirigidas en direcciones opuestas”.

Esta ley describe lo que ocurre entre dos cuerpos que interactúan entre si y la interpretamos de la siguiente manera: la interacción entre dos cuerpos, medida a través de la fuerza, es la misma para ambos cuerpos interactuando, pero las aceleraciones que adquieren, aunque están en la misma dirección, son de sentidos opuestos.

Aplicación: La Fuerza de Empuje
Una pelota flotando en un tanque lleno de agua está en equilibrio. Sin embargo, si no existiera el agua, la pelota descendería hasta el fondo del tanque como ocurre con cualquier cuerpo en la Tierra. El hecho de que permanezca en reposo en el agua, significa que la caída está neutralizada por la presencia del agua: la acción del agua es contraria a la acción de la gravedad., y en el punto donde la pelota está en reposo, ambas acciones se equilibran. Si la pelota es sumergida por la acción de una fuerza adicional(la mano), la acción del agua hacia arriba se hace mayor, y al soltarla, sube, sale del agua y cae de nuevo, oscilando hasta que adquiere la posición inicial. Empuje se llama a la acción que ejerce el agua hacia arriba y Peso se llama a la acción que ejerce la Tierra hacia abajo.



Arquímedes un sabio de la antigua Grecia estudio y descubrió aspectos muy importantes sobre El Empuje. Esta acción dijo él, es igual al peso del volumen de agua que el cuerpo desaloja con su parte sumergida. Hoy día, gracias a Arquímedes podemos entender porque un barco construido con acero puede flotar en el agua., aunque sabemos que el acero se hunde en ella.

Explicación: Si el cuerpo se deforma de tal manera que aumente su volumen, entonces se puede aumentar el volumen de agua desalojada y por consiguiente el Empuje. Cuando un barco flota su peso es igual al peso del volumen de agua desalojado.




 
 
 
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