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CAPÍTULO 4 | Leyes de movimiento
Las fuerzas ejercidas en un objeto pueden cambiar la forma del mismo. Por ejemplo, el golpear una pelota de tenis con una raqueta, como en la figura 4.1, deforma la pelota en cierto grado. Incluso objetos que por lo general se consideran rígidos e inflexibles se deforman bajo la acción de fuerzas externas. Con frecuencia las deformaciones son permanentes, como el caso de un choque entre automóviles.
4.2 Primera ley de Newton Considere un libro sobre una mesa. Es evidente que el libro permanece en reposo si se deja solo. Ahora piense que lo empuja con una fuerza horizontal lo suficientemente grande para vencer la fuerza de fricción entre el libro y la mesa, poniendo el libro en movimiento. Ya que la magnitud de la fuerza aplicada supera la magnitud de la fuerza de fricción, el libro acelera. Cuando la fuerza aplicada es retirada, en breve la fricción retrasa el libro hasta detenerlo. Ahora piense en empujar el libro a lo largo de un piso suave y encerado. Una vez más el libro llega al reposo una vez que la fuerza deja de aplicarse, pero no tan rápido como antes. Por último, si el libro se mueve sobre una superficie sin fricción horizontal (figura 4.3b), continúa moviéndose en una línea recta con velocidad constante hasta que golpea una pared o algún otro obstáculo. Antes del año 1600, los científicos pensaban que el estado natural de la materia era el estado de reposo. No obstante, Galileo concibió experimentos (como un objeto móvil sobre una superficie sin fricción, recién descrito) y concluyó que no es la naturaleza de un objeto detenerse, una vez que se pone en movimiento, sino que continúa en su estado original de movimiento. Este planteamiento después se formalizó como la primera ley de movimiento de Newton: Primera ley de Newton c
Un objeto se mueve con una velocidad que es constante en magnitud y en dirección, a no ser que actúe en él una fuerza resultante diferente de cero. La fuerza neta sobre un objeto se define como la suma vectorial de todas las fuerzas externas ejercidas sobre el objeto. Las fuerzas externas vienen del ambiente del objeto. Si una velocidad del objeto no está cambiando ya sea en magnitud o dirección, entonces la aceleración y la fuerza neta que actúan sobre él deben ser cero. Las fuerzas internas se originan dentro del objeto mismo y no pueden cambiar la velocidad del objeto (aunque pueden alterar la rapidez de rotación, como se describe en el
Figura 4.3 La primera ley del movimiento. a) Un libro se mueve a S una velocidad inicial v en una superficie de fricción. Debido a que hay una fuerza de fricción en dirección horizontal, el libro se desacelera hasta el reposo. b) Un libro se mueve S a una velocidad v sobre una superficie sin fricción. En la ausencia de una fuerza neta, el libro se sigue moviendo a una velocidad v.
Primera ley: cuando una fuerza neta es aplicada, la velocidad cambia. S
v
S
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Física
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a Primera ley: no hay fuerza neta, no hay cambio en la velocidad. S
v
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b
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