Se denomina Leyes de Newton a tres leyes concernientes al movimiento de los cuerpos. La formulación matemática fue publicada por Isaac Newton en 1687 en su obra Philosophiae Naturalis Principia Mathematica.

Constituyen, junto con las leyes de transformación de Galileo, la base de la mecánica clásica. En el tercer volumen de los Principia Newton mostró que, combinando estas leyes con su Ley de la gravitación universal, se pueden deducir y explicar las Leyes de Kepler sobre el movimiento planetario.

Primera Ley de Newton o Ley de la inercia

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En ocasiones, esta ley se nombra también Principio de Galileo.

• En la ausencia de fuerzas, todo cuerpo continúa en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo y uniforme respecto de un sistema de referencia Galileano.

Este principio puede ser reformulado de la manera siguiente:

• Un sistema de referencia en el que son válidas las leyes de la física clásica es aquel en el cual todo cuerpo permanece en un estado de movimiento rectilíneo y uniforme en ausencia de fuerzas.

La Primera ley constituye una definición de la fuerza como causa de las variaciones de velocidad de los cuerpos e introduce en física el concepto de sistemas de referencia inerciales o sistemas de referencia Galileanos. Los sistemas no inerciales son todos aquellos sistemas de referencia que se encuentran acelerados.

Desde la época de Aristóteles y hasta la formulación de este principio por Galileo y Newton, se pensaba que el estado natural de movimiento de los cuerpos era nulo y que las fuerzas eran necesarias para mantenerlos en movimiento. Newton y Galileo mostraron que los cuerpos se mueven a velocidad constante y en línea recta si no hay fuerzas que actúen sobre ellos. Este principio constituyó uno de los descubrimientos más importantes de la física. En la experiencia diaria los cuerpos están sometidos a la acción de fuerzas de fricción o rozamiento que van frenando los cuerpos progresivamente.

Segunda Ley de Newton o Ley de la Fuerza

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• La variación del momento lineal de un cuerpo es proporcional a la resultante total de las fuerzas actuando sobre dicho cuerpo y se produce en la dirección en que actúan las fuerzas.

Newton definió el momento lineal (momentum) o cantidad de movimiento como una magnitud representativa de la resistencia de los cuerpos a alterar su estado de movimiento definiendo matemáticamente el concepto coloquial de inercia.

$\backslash vec\{p\}=m\backslash vec\{v\}$,

donde m se denomina masa inercial. La segunda ley se escribe por lo tanto:

$\backslash vec\{F\}=\backslash frac\{d\; \backslash vec\{p\}\; \}\{d\; t\}$

Para los cuerpos de masa constante la segunda ley de Newton adquiere la forma más familiar de:

$\backslash vec\{F\}=m\; d\backslash vec\{v\}/dt=m\; \backslash vec\{a\}$.

Esta ley constituye la definición operacional del concepto de fuerza ya que tan sólo la aceleración puede medirse directamente. Esta ecuación es válida en el marco de la teoría de la relatividad de Albert Einstein si se considera que el momento de un cuerpo se define como:

$\backslash vec\{p\}=\; \backslash gamma\; m\; \backslash vec\{v\}$

De una forma más simple, se podría también decir lo siguiente:

"La fuerza que actúa sobre un cuerpo es directamente proporcional al producto de su masa y su aceleración"

$\backslash vec\{F\}\; =\; m\; \backslash cdot\; \backslash vec\{a\}$

donde F es la fuerza aplica; m es la masa del cuerpo y a la aceleración.

Tercera Ley de Newton o Ley de acción y reacción

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• Por cada fuerza que actúa sobre un cuerpo, éste realiza una fuerza igual pero de sentido opuesto sobre el cuerpo que la produjo.

En "la ley de acción reacción fuerte" las fuerzas, además de ser de la misma magnitud y opuestas, son colineales. La forma fuerte de la ley no se cumple siempre. En la "ley de acción reacción débil" no se exige que las fuerzas de acción y reacción sean colineales, tan sólo de la misma magnitud y sentido opuesto, sin actuar necesariamente en la misma línea. Ciertos sistemas magnéticos no cumplen el enunciado fuerte de esta ley, y tampoco lo hacen las fuerzas eléctricas ejercidas entre una carga puntual y un dipolo. La forma débil de la ley de acción-reacción se cumple siempre.

Esta ley junto con las anteriores permite enunciar los principios de conservación del momento lineal y del momento angular.

Véase también

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• Isaac Newton
• Mecánica clásica
• Ley de la gravitación universal
• Enfriamiento newtoniano

Principios y leyes físicas | Mecánica

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