Primera Ley de Newton
¿Qué es una fuerza?
Ejercer una fuerza sobre un objeto es la idea de tirar o empujar ese objeto. Por ejemplo, cuando sostienes una caja pesada, estás haciendo una fuerza para evitar que la caja se caiga.
Cuando estudiamos la fuerza, es importante tener en cuenta que existen las leyes de Newton que sirven de base para analizar cualquier problema.
La primera ley no es más que lo que siempre sientes cuando viajas en autobús.
Recuerdas cuando estás en el autobús, moviéndote a una velocidad "segura" por las calles, y el conductor dobla la esquina tratando de hacer que el autobús se caiga (y lográndolo en ciertos casos) haciendo que sientas que vas a salir volando por la ventana? Esto se debe a que cuando el autobús gira, tu tendencia es seguir recto, pero el autobús te "obliga" a hacer la curva.
Este es el fenómeno conocido como inercia, que a menudo se usa en la vida cotidiana para hacer una comparación con las personas que no se mueven si alguna fuerza externa no los hace moverse. Puedes usar esta analogía y recordar que cada vez que veas un cuerpo que no esté bajo la influencia de ninguna fuerza, o que tenga la resultante de sus fuerzas igual a cero, su velocidad no cambiará. Si el cuerpo ya está en reposo, su velocidad sigue siendo cero. Ya verás qué es y cómo se calcula la fuerza resultante en un cuerpo.
Unidad de fuerza - Newton (N)
En honor al padre de la Dinámica, la unidad que mide la intensidad de las fuerzas que actúan sobre los cuerpos se llama Newton y tiene la letra \(N\) como símbolo. Recordando el tema del Análisis Dimensional, tenemos que en el SI:
\[[N]=\frac{k g . m}{s^{2}}\]
Fuerza como un vector
Ya has aprendido que los vectores tienen tres características que los definen:
-
Módulo: es el "tamaño" del vector, en el caso de la fuerza, es su intensidad;
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Dirección: es la línea donde se aplica la fuerza, por ejemplo: horizontal, vertical, etc.
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Sentido: es para donde el vector está "apuntando", por ejemplo: izquierda, arriba, etc.
La fuerza es un vector, y solo se definirá completamente cuando se asignen las tres características anteriores. Recuerde que cuando expresamos la fuerza sin el vector sobre él, nos referimos a su módulo.
Qué es y cómo calcular la fuerza resultante - Diagrama de Cuerpo Libre
Cuerpos generalmente están bajo la acción de varias fuerzas, y para analizarlas usamos el Diagrama de Cuerpo Libre, que no es más que un diagrama donde colocamos las fuerzas, con sus direcciones y sentidos correctos.
Como se vio anteriormente, la suma de los vectores tiene algunas peculiaridades, y debe recordarlas al calcular la fuerza resultante, que no es más que la suma vectorial de todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo. Por lo tanto, podemos concluir que: si la suma vectorial de todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo es cero, decimos que el cuerpo está en equilibrio, y de acuerdo con la primera ley, su velocidad permanecerá constante.
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