1.5: Primera Ley de Newton

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La primera ley de Newton establece que: “Un cuerpo en reposo permanecerá en reposo a menos que actúe sobre ella por una fuerza desequilibrada. Un cuerpo en movimiento continúa en movimiento con la misma velocidad y en la misma dirección a menos que actúe sobre él por una fuerza desequilibrada”.

Esta ley, también llamada a veces la “ley de la inercia”, significa que los cuerpos mantienen su velocidad actual a menos que se aplique una fuerza para cambiar esa velocidad. Si un objeto está en reposo con velocidad cero permanecerá en reposo hasta que alguna fuerza comience a cambiar esa velocidad, y si un objeto se mueve a una velocidad establecida y en una dirección establecida permanecerá a esa misma velocidad hasta que alguna fuerza actúe sobre él para cambiar su velocidad.

Una cápsula espacial volando junto a la Luna, con la Tierra apenas visible de fondo. — Figura\(\PageIndex{1}\): En ausencia de fricción en el espacio, esta cápsula espacial mantendrá su velocidad actual hasta que alguna fuerza exterior haga que esa velocidad cambie. Imagen de Dominio Público por NASA.

Una gran roca de pie en una ladera verde. — Figura\(\PageIndex{2}\): Esta roca está en reposo con velocidad cero y permanecerá en reposo hasta que una fuerza neta haga que la roca se mueva. La fuerza neta sobre la roca es la suma de cualquier fuerza que empuja la roca y la fuerza de fricción del suelo sobre la roca opuesta a esa fuerza. Imagen de Liz Gray CC-BY-SA 2.0.

Fuerzas netas:

Es importante señalar que la fuerza neta es la que provocará un cambio en la velocidad. La fuerza neta es la suma de todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo. Por ejemplo, podemos imaginarnos empujando suavemente sobre la roca en la figura de arriba y observando que la roca no se mueve. Esto se debe a que tendremos una fuerza de fricción igual en magnitud y opuesta en dirección opuesta a nuestra suave fuerza de empuje. La suma de estas dos fuerzas será igual a cero, por lo tanto la fuerza neta es cero y el cambio de velocidad es cero.

Movimiento Rotacional:

La primera ley de Newton también se aplica a los momentos y velocidades rotacionales. Un cuerpo mantendrá su velocidad de rotación actual hasta que se ejerza un momento neto para cambiar esa velocidad de rotación. Esto se puede ver en cosas como tops de juguete, volantes, bicicletas estacionarias y otros objetos que continuarán girando una vez arrancados hasta que los frenos o la fricción los detengan.

Un top colorido en medio de un giro. — Figura\(\PageIndex{3}\): En ausencia de fricción, esta peonza continuaría girando para siempre, pero el pequeño momento de fricción ejercido en el punto de contacto entre la parte superior y el suelo ralentizará el giro de las puntas con el tiempo. Imagen de Carrotmadman6 CC-BY-2.0.

Videoconferencia que cubre esta sección, impartida por el Dr. Jacob Moore. Fuente de YouTube: https://youtu.be/MeY-Cj93Tm4.