Leyes de Newton
Las leyes de Newton, también conocidas como leyes del movimiento de Newton
son tres principios a partir de los cuales se explican la mayor parte de los problemas
planteados por la mecánica, en particular, aquellos relativos al movimiento de los cuerpos. Revolucionaron
los conceptos básicos de la física y el movimiento de los cuerpos en el universo.
constituyen los cimientos no sólo de la dinámica clásica sino también de la física
clásica en general. Aunque incluyen ciertas definiciones y en cierto sentido pueden verse
como axiomas, Newton afirmó que estaban basadas en observaciones y experimentos
cuantitativos; ciertamente no pueden derivarse a partir de otras relaciones más básicas. La
demostración de su validez radica en sus predicciones... La validez de esas predicciones
fue verificada en todos y cada uno de los casos durante más de dos siglos.
En concreto, la relevancia de estas leyes radica en dos
aspectos:
•Por un lado, constituyen, junto con la transformación de Galileo, la base de la mecánica clásica;
•Por otro, al combinar estas leyes con la Ley de la gravitación universal, se pueden deducir y explicar las
Leyes de Kepler sobre el movimiento planetario. Así, las Leyes de Newton permiten explicar tanto el
movimiento de los astros, como los movimientos de los proyectiles artificiales creados por el ser humano,
así como toda la mecánica de funcionamiento de las máquinas.
Su formulación matemática fue publicada por Isaac Newton en 1687 en su obra Philosophiae Naturalis Principia
Mathematica.
La dinámica de Newton, también llamada dinámica clásica, sólo se cumple en los sistemas de referencia inerciales
(que se mueven a velocidad constante; la Tierra, aunque gire y rote, se trata como tal a efectos de muchos
experimentos prácticos). Solo es aplicable a cuerpos cuya velocidad dista considerablemente de la velocidad de la luz
(que no se acerquen a los 300.000 km/s); la razón estriba en que cuanto más cerca esté un cuerpo de alcanzar esa
velocidad (lo que ocurriría en los sistemas de referencia no-inerciales), más posibilidades hay de que incidan sobre el
mismo una serie de fenómenos denominados efectos relativistas o fuerzas ficticias, que añaden términos
suplementarios capaces de explicar el movimiento de un sistema cerrado de partículas clásicas que interactúan entre
sí. El estudio de estos efectos (aumento de la masa y contracción de la longitud, fundamentalmente) corresponde a la
teoría de la relatividad especial, enunciada por Albert Einstein en 1905.
Fundamentos teóricos de las leyes
La base teórica que permitió a Newton establecer sus leyes está también precisada en sus Philosophiae naturalis principia mathematica
El primer concepto que maneja es el de masa, que identifica con «cantidad de materia». La importancia de esta
precisión está en que permite prescindir de toda cualidad que no sea física-matemática a la hora de tratar la dinámica
de los cuerpos. Con todo, utiliza la idea de éter para poder mecanizar todo aquello no reducible a su concepto de masa.
Newton no asume a continuación que la cantidad de movimiento es el resultado del producto de la masa por la
velocidad, y define dos tipos de fuerzas: la vis insita, que es proporcional a la masa y que refleja la inercia de la materia, y la
vis impressa (momento de fuerza), que es la acción que cambia el estado de un cuerpo, sea cual sea ese estado; la vis impressa,
además de producirse por choque o presión, puede deberse a la vis centrípeta (fuerza centrípeta), una fuerza que lleva al cuerpo hacia algún punto determinado. A diferencia de las otras causas, que son acciones de contacto, la vis centrípetaes una
acción a distancia.
En esta distingue Newton tres tipos de cantidades de fuerza: una absoluta, otra aceleradora y, finalmente, la motora, que es la que interviene en la ley fundamental del movimiento.
En tercer lugar, precisa la importancia de distinguir entre lo absoluto y relativo siempre que se hable de tiempo,
espacio, lugar o movimiento.
En este sentido, Newton, que entiende el movimiento como una traslación de un cuerpo de un lugar a otro, para
llegar al movimiento absoluto y verdadero de un cuerpo compone el movimiento (relativo) de ese cuerpo en el lugar (relativo) en que se lo considera, con el movimiento (relativo) del lugar mismo en otro lugar en el que esté situado, y así sucesivamente, paso a
paso, hasta llegar a un lugar inmóvil, es decir, al sistema de referencias de los movimientos absolutos.
De acuerdo con esto, Newton establece que los movimientos aparentes son las diferencias de los movimientos
verdaderos y que las fuerzas son causas y efectos de estos. Consecuentemente, la fuerza en Newton tiene un carácter absoluto, no relativo.
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