LEYES DE NEWTON

Conocidas como leyes del movimiento de newton, son tres principios a partir de los cuales se explican la mayor parte de los problemas planteados por la dinámica, en particulares aquellos relativos al movimiento de los cuerpos. Revolucionaron los conceptos básicos de la física y el movimiento de los cuerpos en el universo, en tanto que constituyen los cimientos no sólo de la dinámica clásica sino también de la física clásica en general. (García, 2016)

Por un lado, constituyen, junto con la transformación de galileo, la base de la mecánica clásica:

Por otro, al combinar estas leyes con la ley de la gravitación universal, se pueden deducir y explicar las leyes de Kepler sobre el movimiento planetario.

Las 3 leyes físicas, junto con la ley de gravitación universal formuladas por Sir Isaac newton, son la base fundamental de la física moderna.

Así, las leyes de newton permiten explicar tanto el movimiento de los astros, como los movimientos de los proyectiles artificiales creados por el ser humano, así como toda la mecánica de funcionamiento de las máquinas.

1. Primera ley o ley de la inercia

Todo cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas impresas sobre él.

Nos dice que si sobre un cuerpo no actúa ningún otro, este permanecerá indefinidamente moviéndose en línea recta con velocidad constante (incluido el estado de reposo, que equivale a velocidad cero).

Como sabemos, el movimiento es relativo, es decir, depende de cuál sea el observador que describa el movimiento.

Así, para un pasajero de un tren, el interventor viene caminando lentamente por el pasillo del tren, mientras que para alguien que ve pasar el tren desde el andén de una estación, el interventor se está moviendo a una gran velocidad. Se necesita, por tanto, un sistema de referencia al cual referir el movimiento.

      2. Segunda ley de newton o ley de fuerza

Dice que 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.

La segunda ley de newton se encarga de cuantificar el concepto de fuerza. Nos dice que la fuerza neta aplicada sobre un cuerpo es proporcional a la aceleración que adquiere dicho cuerpo. La constante de proporcionalidad es la masa del cuerpo, de manera que podemos expresar la relación de la siguiente manera:

F = m a

Tanto la fuerza como la aceleración son magnitudes vectoriales, es decir, tienen, además de un valor, una dirección y un sentido. De esta manera, la segunda ley de newton debe expresarse como:

F = m a

La unidad de fuerza en el sistema internacional es el newton y se representa por n. Un newton es la fuerza que hay que ejercer sobre un cuerpo de un kilogramo de masa para que adquiera una aceleración de 1 m/s2, o sea,

1 n = 1 kg · 1 m/s2

    3. Tercera ley de newton o ley de acción y reacción

Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria: o sea, las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentido opuesto.

La tercera ley es completamente original de newton (pues las dos primeras ya habían sido propuestas de otras maneras por galileo, Hooke y Huygens) y hace de las leyes de la mecánica un conjunto lógico y completo. Expone que por cada fuerza que actúa sobre un cuerpo, este realiza una fuerza de igual intensidad y dirección, pero de sentido contrario sobre el cuerpo que la produjo. Dicho de otra forma, las fuerzas, situadas sobre la misma recta, siempre se presentan en pares de igual magnitud y opuestas en sentido.

Ejemplos de leyes de newton en fenómenos biológicos

•   El cuerpo al transpirar

1. Ley de newton: el cuerpo al estar en un estado de reposo, la temperatura se encuentra en un estado equilibrio.
2. Ley de newton: al tener un aumento de temperatura corporal debido al calor de condiciones externas, o a nivel interno, por ejemplo, por  hacer actividad física se produce un cambio en las condiciones normales de termorregulación del cuerpo.
3. Ley de newton: debido a la acción que estimulo el aumento de temperatura ya sea este externo o interno, se produce una reacción  en la cual nuestro cuerpo intentará enfriarse nuevamente mediante la transpiración, lo cual acompañado con el aire del exterior hará que nuestro cuerpo pierda energía a manera de calor para luego intentar volver a un equilibrio.

•  Al respirar, capacidades pulmonares

1. Ley de newton: dentro de los pulmones al estar en un estado de reposo se obtendrán un volumen corriente de 500cc. Con una capacidad de 2300cc.
2. Ley de newton: al realizar una gran inspiración causara que se realiza una mayor contracción muscular causando un que la capacidad pulmonar aumente a 3500 CC.
3. Ley de newton: debido a la diferencia de presiones, los músculos respiratorios se relajan provocando un volumen de reserva espiratorio de 110 CC.

• La descomposición de la comida dentro del estómago

1. Ley de newton: en el momento el cual el estómago está a la espera de la llegada de la comida permanece en un estado inter-digestivo, donde no se produce ninguna clase de secreción ácida (ácido clorhídrico).
2. Ley de newton: cuando la comida baja por el tubo digestivo y entra en contacto con el estómago esto causará la distensión de la mucosa, lo cual empezará a actuar los quimiorreceptores y se estimulará la secreción de ácido y pepsinógeno que es convertido en pepsina.
3. Ley de newton: debido a la acción que provoco la  liberación de  ácidos y enzimas se produce la reacción que sería la descomposición química de los alimentos y la degradación proteica, dada por la  enzima pepsina.