Notas de F´ısica General Cursos propedeúticos INAOE

1.2. Dinámica
Resnick §5 y 6.
1.2.1. Primera ley de Newton
Primera ley de Newton: en ausencia de fuerzas externas, un objeto permanece
en estado de movimiento rectilíneo uniforme.
La tendencia de un cuerpo a permanecer en movimiento uniforme es su
inercia. Si la primera ley es válida en un marco de referencia O también
es válida para cualquier marco de referencia O ′ que se mueve a velocidad
constante (movimiento rectilíneo uniforme) con respecto a O. Esta propiedad
define -de manera un poco circular- a los marcos de referencia inerciales
como aquellos en los cuales un objeto que no experimenta fuerzas externas
se mueve de manera rectilínea uniforme. De aquí un enunciado alterno:
Si la fuerza total actuando sobre un objeto es cero, es posible encontrar un
conjunto de marcos de referencia en los que este objeto no tiene aceleración.
En la práctica es dificil (por no decir imposible) encontrar un marco de
referencia exactamente inercial. Un coche tomando una curva es un ejemplo
claro de un marco no inercial. La Tierra es una mejor aproximación, pero un
objeto en la Tierra experimenta fuerzas no inerciales debido a la gravedad
y a la rotación de la misma. Si hacemos abstracción de estas, el movimiento
orbital de la Tierra alrededor del Sol induce fuerzas no inerciales, etc. ..Es
posible medir la velocidad de la Tierra con respecto al fondo de microondas;
este podría ser el marco de referencia inercial de referencia, siempre y cuando
el centro de masa de la materia del Universo no se mueve con respecto a
este sistema - según el principio de Mach.
1.2.2. Segunda ley de Newton
Primero deberíamos definir que es una fuerza. Una fuerza es una causa
de movimiento, o más precisamente de modificar la inercia. En términos
mundanos la acción de jalar o empujar corresponde a aplicar una fuerza.
Si pensamos en jalar un resorte duplicar la fuerza corresponde a duplicar
cuanto se estira el resorte. La segunda ley de Newton define a una fuerza
como una causa de aceleración:
Segunda ley de Newton:la fuerza externa total que actua sobre un objeto
es proporcional al producto de la masa por la aceleración resultante.
F = ma. (1.16)
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