Diferenzas entre revisións de «Leis de Newton»

Saltar ata a navegación Saltar á procura
m
sen resumo de edición
m (Bot: substituír 'ademáis' por 'ademais')
m
[[Ficheiro:Newtons_laws_in_latin.jpg|thumb|right|220px|A primeira e segunda lei de Newton, en [[latín]], na edición orixinal da súa obra ''[[Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica|Principia Mathematica]]''.]]As '''Leis de Newton''' son tres principios relativos ao [[movemento]] dos corpos. A formulación matemática foi publicada por Sir [[Isaac Newton]] no [[1687]], na suasúa obra ''[[Philosophiae Naturalis Principia Mathematica]]''. As leis de Newton constituenconstitúen, xunto coa [[transformación de Galileo]], a base da [[mecánica clásica]]. No terceiro volume dos ''Principia'' Newton mostrouamosou que, combinando estas leis coa [[Gravedad|Lei da gravitación universal]], pódensese poden deducir e explicar as [[Leis de Kepler]] sobre o movemento planetario.
 
As leis de Newton tal como se adoitan expoñer so valen para [[sistema inercial|sistemas de referenza inerciais]]. En sistemas de referenza non-inerciais, xunto coas forzas reais deben incluirse as chamadas [[forza ficticia|forzas ficticias]] ou forzas de inercia que añaden termos suplementarios capaces de explicar o movemento dun sistema cerrado de partículas clásicas que interactúan entre elas.
 
As leis de Newton tal como se adoitan expoñer so valen para [[sistema inercial|sistemas de referenzareferencia inerciais]]. En sistemas de referenzareferencia non-inerciais, xunto coas forzas reais deben incluirseincluírse as chamadas [[forza ficticia|forzas ficticias]] ou forzas de inercia que añadenengaden termos suplementarios capaces de explicarexplicaren o movemento dun sistema cerradopechado de partículas clásicas que interactúan entre elas.
==Primeira lei de Newton ou Lei da Inercia==
 
En ocasións, esta lei noméase '''Principio de Galileo'''.
 
*''Na ausenzaausencia de forzas exteriores, toda partícula continúa no seu estado de reposorepouso ou de movemento rectilíneo e uniforme respecto dun sistema de referenzareferencia inercial ou galileano.''
 
A Primeira lei constitueconstitúe unha definición da [[forza]] coma causa das variacións de velocidade dos corpos e introduce na física o concepto do [[Sistema inercial|sistemas de referenzareferencia inerciais]] oou sistemas de referenzareferencia galileanos. Os sistemas non inerciais son todos aqueles sistemas de referenzareferencia que se atopan acelerados.
 
Esta observación da realidadrealidade cotiá conlevaleva aá construción dos conceptos de forza, [[velocidade]] e estado. O estado dun corpo queda dende entón definido coma a suasúa característica de movemientomovemento, é dicir, a suasúa posición e a suasúa velocidade que, como magnitudmagnitude vectorial, inclueinclúe aaá [[rapidez]], a dirección e o sentido do seu movemento. A forza queda definida coma a acción mediante a cal cambiasese cambia o estado dun corpo.
 
 
Na experiencia diaria, os corpos están sometidos á acción de forzas de fricción ou [[rozamento]] que os van freando progresivamente. A no comprensión deste fenómeno fixo que, dende a época de [[Aristóteles]] e deica a formulación deste principio por Galileo e Newton, pensárase que o estado natural de movemento dos corpos era nulo e que as forzas eran necesarias para mantelos en movemento. Nembargantes, Newton e Galileo mostraron que os corpos movense a velocidade constante e en línea recta se non hay forzas que actúen sobre eles. Este principio constituíu un dos descubrimientos máis importantes da física.
 
Na experiencia diaria, os corpos están sometidos á acción de forzas de fricción ou [[rozamento]] que os van freando progresivamente. A nonon comprensión deste fenómeno fixo que, dende a época de [[Aristóteles]] e deica a formulación deste principio por Galileo e Newton, pensárasese pensase que o estado natural de movemento dos corpos era nulo e que as forzas eran necesarias para mantelos en movemento. NembargantesNo entanto, Newton e Galileo mostraron que os corpos movensese moven a velocidade constante e en línealiña recta se non hayhai forzas que actúen sobre eles. Este principio constituíu ununha dosdas descubrimientosdescubertas máis importantes da física.
==Segunda Lei de Newton ou Lei da Forza==
Existen diversas maneiras de formular a segunda lei de Newton, que relaciona as forzas actuantes e a variación da cantidade de movemento ou momento lineal. A primeira das formulacións, que presentamos a continuación é válida tanto na mecánica newtoniana coma na mecánica relativista:
 
*''A variación do [[momento lineal]] dun corpo é proporcional á [[equivalenzaequivalencia estática|resultante total]] das forzas actuando sobre ditoo devandito corpo e produceseprodúcese na dirección na que actúan as forzas.''
 
En termos matemáticos esta lei expresaseexprésase mediante a relación:</br>
</br>
:<math> \vec{F}=\frac{d \vec{p} }{d t}</math>,
</br>
A expresión anterior así estabelecida é válida tanto para a mecánica clásica coma para a mecánica relativista, a pesarespesar, de que a definición de momento lineal é diferente nas dúas teorías. Na teoría newtoniana o momento lineal definesedefínese segundo (1a) namentres que na teoría da relatividade de Einstein definesedefínese mediante (1b):</br>
</br>
:<math>\begin{cases} \vec{p}=m\vec{v} & (\mbox{1a}) \\
onde ''m'' é a [[masa inercial]] da partícula e <math>vec{v}</math> a velocidade desta medida desde un certo sistema inercial.
 
Esta leylei constitueconstitúe a definición operacional do concepto de forza, xa que so a [[aceleración]] pode medirse directamente. Dunha forma máis simple, no contexto da mecánica newtoniana, poderíase tamén dicir o seguinte:
 
*''A forza que actúa sobre un corpo é directamente proporcional ao produto da suasúa masa e da suasúa aceleración''</br>
</br>
:<math>\vec{F} = m \cdot \vec{a} \qquad (\mbox{2a})</math>
:<math>\vec{F} = m \vec{a} \left( 1-\frac{v^2}{c^2} \right )^{-\frac{3}{2}} \qquad (\mbox{2b})</math>
</br>
 
==Terceira Lei de Newton ou Lei de acción e reacción==
{{Fusióndesde|Terceiro Principio de Newton}}
*''Por cada forza que actúa sobre un corpo, este realiza unha forza igual pero de sentido oposto sobre o corpo que a produciu''. Dito de outradoutra forma: ''As forzas sempre presentansese presentan en pares de igual magnitude e sentido oposto situadassitas sobre a mesma recta e actuando sobre entidades diferentes''.
 
Esta lei, xunto cascoas anteriores, permite enunciar os principios da conservación da [[Cantidada de movemento|momento lineal]] e do [[momento angular]].
====Lei de acción e reacción forte====
Na lei de acción e reacción forte das forzas, ademais de seren da mesma magnitude e opostas, son colineais. A forma forte de lei non se cumpre sempre. En particular, a [[campo magnético|parte magnética]] da [[forza de Lorentz]] que se exercen dous partículas en movemento non son iguais e de signo contrario. Isto pode verse por cómputo directo. Dadas duasdúas partículas puntuais con cargas ''q''<sub>1</sub> e ''q''<sub>2</sub> e velocidades <math>\mathbf{v}_i</math>, a fuerzaforza da partícula 1 sobre a partícula 2 é:</br>
 
Na lei de acción e reacción forte das forzas, ademais de seren da mesma magnitude e opostas, son colineais. A forma forte de lei non se cumpre sempre. En particular, a [[campo magnético|parte magnética]] da [[forza de Lorentz]] que se exercen dous partículas en movemento non son iguais e de signo contrario. Isto pode verse por cómputo directo. Dadas duas partículas puntuais con cargas ''q''<sub>1</sub> e ''q''<sub>2</sub> e velocidades <math>\mathbf{v}_i</math>, a fuerza da partícula 1 sobre a partícula 2 é:</br>
</br>
:<math>\mathbf{F}_{12}= q_2 \mathbf{v}_2\times \mathbf{B}_1 = \frac{\mu q_2q_1}{4\pi}\ \frac{\mathbf{v}_2\times (\mathbf{v}_1\times\mathbf{\hat{u}}_{12})}{d^2} </math>
</br>
onde ''d'' é a distanzadistancia entre as duasdúas partículas e <math>\mathbf{\hat{u}}_{12}</math> é o vector director unitario que vai dende a partícula 1 á 2. Analogamente, a forza da partícula 2 sobre a partícula 1 é:</br>
</br>
:<math>\mathbf{F}_{21}= q_1 \mathbf{v}_1\times \mathbf{B}_2 = \frac{\mu q_2q_1}{4\pi}\ \frac{\mathbf{v}_1\times (\mathbf{v}_2\times(-\mathbf{\hat{u}}_{12})) }{d^2} </math>
</br>
Empregando a identidade vectorial <math>\mathbf{a}\times(\mathbf{b}\times\mathbf{c}) = (\mathbf{a}\cdot\mathbf{c})\mathbf{b} - (\mathbf{a}\cdot\mathbf{b})\mathbf{c}</math>, pode verse que a primeira forza está no plano formado por <math>\mathbf{\hat{u}}_{12}</math> e <math>\mathbf{v}_1</math> e que a segunda forza está no plano formado por <math>\mathbf{\hat{u}}_{12}</math> e <math>\mathbf{v}_2</math>. Por tanto, estas forzas non sempre resultan estar sobre a mesma líñaliña, aindaaínda que son de igual magnitude.
 
====Lei de acción e reacción feble====
Como se explicitou na sección precedente certos sistemas magnéticos non cumpren o enunciado forte desta lei (tampocotampouco o fan as forzas eléctricas exercidas entre unha carga puntual e un dipolo). NembargantesPorén, se se relaxan algo as condicións os anteriores sistemas si cumprirían coa outra formulación máis feble ou relaxada da lei de acción e reacción. En concreto os sistemas descritos que non cumpren a leylei na suasúa forma forte, si cumpren a lei de acción e reacción na suasúa forma feble:
 
:''A acción e a reacción deben ser da mesma magnitude e sentido oposto (aindaaínda que nonon necesariamente deben atoparse sobre a mesma liña)''
 
Todas as forzas da mecánica clásica e o electromagnetismo no relativista cumpren coa formulación feble, se ademais as forzas están sobre a misma liña entón tamén cumpren coa formulación forte.
 
Todas as forzas da mecánica clásica e o electromagnetismo nonon relativista cumpren coa formulación feble, se ademais as forzas están sobre a misma liña entón tamén cumpren coa formulación forte.
==Véxase tamén==
===Outros artigos===
* [[Isaac Newton]].
* [[Sistema inercial]].
* [[Leis de Kepler]].
* [[Dinámica do punto material]].
* [[Mecánica clásica]].
 
[[Categoría:Física]]
 
[[af:Newton se bewegingswette]]
[[ar:قوانين نيوتن للحركة]]
4.631

edicións

Menú de navegación