Conceptos Fundamentales de la Mecánica Clásica: Leyes de Newton y Definiciones Clave

Leyes Fundamentales de Newton

Primera Ley de Newton: Ley de la Inercia

La Primera Ley de Newton, también conocida como Ley de la Inercia, establece que si sobre un cuerpo no actúa ninguna fuerza neta externa, este permanecerá indefinidamente moviéndose en línea recta con velocidad constante (incluido el estado de reposo, que equivale a velocidad cero). Esta ley postula, por tanto, que un cuerpo no puede cambiar por sí solo su estado inicial, ya sea que se encuentre en reposo o con un movimiento rectilíneo uniforme, a menos que se aplique una fuerza neta sobre él.

Tercera Ley de Newton: Principio de Acción y Reacción

La Tercera Ley de Newton, también conocida como Principio de Acción y Reacción, nos dice que si un cuerpo A ejerce una acción sobre otro cuerpo B, este realiza sobre A otra acción igual y de sentido contrario. En términos más explícitos: 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.

Conceptos Clave de la Estática y la Dinámica

Equilibrio Traslacional

El Equilibrio Traslacional es un estado en que un objeto en su conjunto se encuentra cuando todas las fuerzas que actúan sobre él se compensan, dando como resultado una fuerza neta nula. Matemáticamente, equivale a decir que la suma vectorial de todas las fuerzas es cero:

• F₁ + F₂ + F₃ + … = 0

Donde F₁, F₂, F₃… son las fuerzas implicadas.

Momento

En general, una fuerza intenta provocar un desplazamiento o deformación en el cuerpo sobre el que se aplica. La estructura tratará de impedir el movimiento o la deformación, contraponiéndole una fuerza del mismo valor (módulo), misma dirección y de sentido contrario (esto se relaciona con la Tercera Ley de Newton). Sin embargo, en muchas ocasiones, el punto de aplicación de la fuerza no coincide con el punto de aplicación en el cuerpo, lo que introduce el concepto de momento (o torque).

Estática

La Estática es la parte de la Física que estudia los cuerpos sobre los que actúan fuerzas y momentos cuyas resultantes son nulas, de forma que permanecen en reposo o en movimiento no acelerado.

Magnitudes del Movimiento

Aceleración

Llamamos Aceleración en física a una magnitud vectorial (es decir, que está dotada de dirección y sentido) que señala la variación en la velocidad conforme al transcurrir del tiempo de un objeto que se encuentra en movimiento. Normalmente se representa con el signo a y su unidad de medida en el Sistema Internacional es m/s² (metros por segundo al cuadrado).

Velocidad

La Velocidad es una magnitud vectorial y, como tal, se representa mediante flechas que indican la dirección y sentido del movimiento que sigue un cuerpo y cuya longitud representa el valor numérico o módulo de la misma. Depende del desplazamiento, es decir, de los puntos inicial y final del movimiento, y no de la rapidez, que depende directamente de la trayectoria recorrida.