Newton, el gran científico
Este físico y matemático recibió el título de profesor en 1668, dedicándose al estudio e investigación de los últimos avances matemáticos; en 1966 desarrolló lo que hoy conocemos como cálculo, un método matemático muy novedoso.
Sin embargo, hay algo que dejó una profunda huella en la historia de la física: los llamados principios o leyes de Newton, que profundizaremos a continuación.
Los principios de la mecánica
En 1665, cuando Newton tenía 23 años, comenzó a desarrollar los principios de la mecánica, que terminaron siendo la base teórica de todo el desarrollo de la física dinámica (fuerza y movimiento) desde el siglo XVIII.
Primera Ley de Newton
Si pensamos en todo lo que hacemos diariamente, no es difícil entender que para mover un cuerpo debemos aplicar una fuerza, y para detenerlo, también. La inercia es la resistencia de un cuerpo en reposo al movimiento, o de un cuerpo en movimiento a la aceleración, al retardo en su desplazamiento o a un cambio de dirección del mismo. Para vencer la inercia debe aplicarse una fuerza.
Un ejemplo de inercia es cuando vamos en el auto y frenamos bruscamente; entonces nuestro cuerpo tiende a irse hacia adelante. Por el contrario, cuando el vehículo parte nos vamos hacia atrás. Esto demuestra que todos los cuerpos que están en movimiento tienden a seguir en movimiento; los cuerpos que están en reposo, tienden a seguir en reposo. Esta es la primera Ley de Newton, que se enuncia así: “Todo cuerpo permanece en reposo o se desplaza con movimiento rectilíneo uniforme, siempre que no actúe sobre él una fuerza exterior que cambie su estado”.
Definición de masa
En un comienzo, Newton definió la masa como la cantidad de materia de un cuerpo. Sin embargo, con el tiempo, esto quedó mejor explicado como la medida de la inercia de un cuerpo; es decir, la resistencia del cuerpo a cambiar su estado. Es importante tener claro que a mayor masa, mayor inercia. Esto no tiene nada que ver con el peso, ya que la masa es la medida de la inercia de un cuerpo; por el contrario, el peso se refiere a la fuerza de gravedad sobre un cuerpo y es igual al producto de su masa y la aceleración de gravedad. El peso variará dependiendo del lugar donde se encuentre, mientras que la masa será siempre constante.
Por ejemplo, si tenemos dos automóviles iguales, y uno es tirado por un hombre y el otro por un caballo (dos fuerzas distintas), el segundo va a adquirir mayor aceleración, comprobando que la aceleración es directamente proporcional a la fuerza: a mayor fuerza, mayor aceleración.
Por el contrario, si tenemos dos caballos iguales (igual fuerza), el primero tira de un auto más pequeño que el segundo (distintas masas), el primero adquirirá mayor aceleración, concluyendo que la aceleración es inversamente proporcional a la masa: a menor masa, mayor aceleración.
Esta es la segunda Ley de Newton, que formalmente se enuncia así: “Cualquier variación del movimiento es proporcional a la fuerza que la produce y tiene lugar en la dirección en que dicha fuerza actúa, siendo el aumento o la disminución de la velocidad proporcional a la misma”.
Principio de acción y reacción
La tercera Ley del Movimiento de Newton es el principio de acción y reacción. Este postula que a cada acción corresponde una reacción igual y contraria. Es decir, si un cuerpo A ejerce una acción sobre un cuerpo B, el cuerpo B reacciona y ejerce una fuerza igual y contraria sobre el cuerpo A.
Los cohetes funcionan en base al mismo principio, ya que se aceleran al ejercer una gran fuerza sobre los gases que expulsan. Estos gases ejercen una fuerza igual y opuesta sobre el cohete, lo que finalmente lo hace avanzar.
Cada material, sin importar cuán duro sea, es elástico. Esto hace que al ejercer una fuerza sobre él, este también lo haga. Por ejemplo, si empujamos una mesa estamos ejerciendo una fuerza sobre ella; si miramos nuestras manos, podremos ver qué están deformadas por la fuerza y sentimos dolor. Eso quiere decir que la mesa también ejerció una fuerza sobre nuestras manos.
