Interpreta la tercera Ley de Newton en un sistema

Pues te doy la bienvenida una vez más a esta serie de videos donde estamos respondiendo las lecciones de la guía de estudio para la evaluación de ingreso a la educación media superior, la EDMs. Y bueno, hoy estaremos analizando la lección interpreta la tercera ley de Newton en un sistema. Y de entrada pues puedes ver que el texto que aparece aquí te explica lo que son las tres leyes de Newton, pero al final los ejercicios y las presjuntas se centran solamente en la tercera ley, por eso es que aparece así. Entonces, vamos a comenzar. Iniciamos primero con la lectura de esto, de este texto que viene aquí en tu guía y después viene una explicación.

Vamos a leer. Dice, “Las leyes de Newton son fundamentales, consideradas como las más importantes de la mecánica clásica, porque dan respuesta a todos los tipos de movimientos. La primera ley de Newton o la ley de la inercia nos dice que todo cuerpo preserva su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo, a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas impresas sobre él. La segunda ley de Newton o ley fundamental de la dinámica indica que cuando una fuerza actúa sobre un objeto, este se pone en movimiento, acelera o desacelera o varía su trayectoria. La tercera ley de Newton o la ley de acción reacción menciona que si un objeto A ejerce una fuerza solo un objeto B, entonces el objeto B debe ejercer una fuerza de igual longitud en dirección opuesta sobre el objeto A.

Esa ley representa una cierta simetría en la naturaleza. Las fuerzas siempre ocurren en pares y un cuerpo no puede ejercer fuerza sobre otro sin experimentar a él mismo una fuerza. Por ejemplo, en el juego de canicas, al golpear una de ellas ejerce una fuerza provocando el choque con otras para moverlas, donde la fuerza ejercida es la acción y la fuerza experimentada como consecuencia es la reacción. Después vienen algunas formulitas y pues vamos a explicarlo un poquito menor, ¿qué te parece? Vamos a buscar aquí en Google IST Newton.

Y cuando lo buscas en Cogle, lo primero que te aparece es su nombre junto con este arbolito que representar pues la famosísima manzana de Isaac Newton supuestamente le cayó en la cabeza y eso lo puso a pensar, es decir, lo puso a pensar eh por qué las cosas caen, ¿no? Así es como cuenta la leyenda que estuvieron las cosas, aunque en realidad Newton era un genie, siempre se la pasaba pensando y represionando en cómo funcionaban las cosas. y te voy a dejar un enlace en la descripción a la biografía de Isad Newton redactada por la experiencia de aprender. Este, esta biografía no la vas a encontrar en ningún otro lado, es una biografía hecha especialmente para la experiencia de aprender. Y aquí vas a poder ver una manera muy divertida la historia de Isaac Newton y las cosas que hizo.

Pero bueno, entre las muchas cosas que hizo Isaac Newton, él publicó en un libro que se llamaba Principios matemáticos de filosofía natural, donde establecía algunas de las cosas que había descubierto en base a sus investigaciones, algo muy interesante y entre ellos sacó las famosas tres leyes de Newton. Tu guía de estudio no lo menciona, pero un Newton es la fuerza que se necesita para hacer que una masa de 1 kg aumente su velocidad, 1 m por segundo al cuadrado. Recuerda que, como dijimos en el video anterior, que por cierto si no lo has visto, te recomiendo que lo veas, está muy interesante. Acá arriba te voy a dejar el enlace para que lo veas. que decíamos que la energía y la fuerza no son lo mismo.

Energía puede ser algo que contiene un omfeto, puede ser energía cinética, puede ser calor, puede ser electricidad y se mide en Jules o julios, mientras que las fuerzas se podría decir que son como un empujoncito, es decir, un pequeño empujón o un fuerte empujón. Entonces, eh aplicamos una fuerza a un objeto y eso desencadena una serie de cosas. Entonces, vamos a repasar cuáles son esas leyes de Newton utilizando pues algunas gráficas. Mira, la primera ley de Newton se llamaba ley de inercia y dice que un objeto en reposo permanece en reposo, un objeto en movimiento permanece en movimiento a menos que una fuerza externa actúe sobre él. Si algo está quieto, va a seguir quieto.

Ahí se va a quedar. Mientras nadie lo mueva, ahí va a seguir. Por ejemplo, si está un niño parado y viene una fuerza y lo mueve, se lo lleva. También puede ser al revés. Si un objeto está moviéndose con una fuerza lo puede frenar como cuando estás corriendo y tu mamá te detiene con la chancla voladora.

Dale, dale, dale, dale. La segunda ley se conoce como el principio fundamental de la dinámica. dice que cuando una fuerza actúa sobre un objeto, o sea, que cuando empujamos a vivo o detenemos, jalamos lo que sea, este puede pasarle varias cosas. Puede moverse, puede detenerse, puede cambiar su velocidad y la fórmula es básica. La suma de todas las fuerzas es igual a la masa por la aceleración.

Es decir, acuérdate del empujoncito que decíamos. Cuando tú aplicas una fuerza para empujar algo, conforme sigues aplicando la misma fuerza, ese algo se empieza a mover cada vez más rápido porque sigues aplicando fuerza y sigue abbiendo más velocidad, como cuando empujas el carro de tu amigo y primero empiezas despacito, pero de repente el carro se va. Ahora vamos a mencionar la tercera ley que es conocida como la ley de acción y reacción. Y esta es en la que se va a centrar tu guía de estudio en esta ocasión. En esta lección dice que por cada fuerza aplicada a un objeto existe otra fuerza igual en el sentido contrario.

Aquí tengo una simulación para ti que nos va a ayudar a entender este concepto. Tenemos dos pelocitas de brillar sobre una mesa y primero vamos a ver lo que sucede. Clásico. La pelocita golpea la primera, esta golpea la segunda, rebota y vuelve a funcionar. Pero vámonos más despacio.

Aquí vamos a bajarle la velocidad y vamos a repasar lo que sucede en cada momento. Sabemos que la pelota azul empieza a moverse y por la ley de inercia la pelota no deja de moverse hasta que voltea a la pelota dos. Entonces ahí la vemos avanzando y ahí ocurre una puerta. Mira. Pero recuerda que estamos hablando de fuerzas opuestas, es decir, son iguales porque tienen la misma magnitud, pero son opuestos porque van en direcciones contrarias.

En el momento en que la pelota azul golpea la roja, la roja se empieza a mover, así que recibió una fuerza que leyó moverse. Pero la pelota azul también recibió una fuerza que hace que se empiece a detener como va hacia el lado contrario del que se está moviendo, pues entonces su velocidad disminuye y entonces vemos que la segunda pelota ahí va golpeando mientras que est más despacito y cuando se vuelven a golpear vuelve a pasarlo, mijo, vuelve a ver una colisión y ahora la pelotita roja que llevaba en la velocidad va cada vez más lento, mientras que la pelotita azul ahora vuelve a agarrar velocidad. Aquí hay un detalle interesante que quizás valga la pena preguntar. Si de acuerdo con la ley de Newton, un objeto en movimiento sigue en movimiento porque vemos que las pelotas se detienen. Por ejemplo, aquí ya se detuvo el azul y ya no lo recibió otra fuerza.

Es decir, la fuerza que le agó en su momento nada más hizo que cambiara su velocidad. Pero, ¿por qué poco a poco va perdiendo velocidad? Esto es por otra cosa que se llama tricción. Como las pelotas están sobre una mesa, pues entonces hay tricción y eso combinado con la fuerza de gravedad que las está jalando hacia abajo, pues hace que las pelotas vayan perdiendo velocidad. Si estuvieran en una mesa resbalosa, entonces la prisión sería menor y entonces nada las detendría.

Es como cuando vas caminando y de repente te topas con un piso resbaloso y ya no logras que nada te detenga y te vas. Ah. Ay, Miguel. Miguel. Entonces, ya que tenemos claros estos puntos, vamos a pasar a los ejercicios.

En el primer ejercicio se nos pide que escribamos un ejemplo donde se presente la tercera ley de Newton. Aquí tú puedes poner el ejemplo que tú quieras que lo represente. Hay muchos, por ejemplo, ya mencionamos en el libro el de las canicas que se golpean una a la otra. También mencionamos el de las bolas de billar. Otro ejemplo que también puedes utilizar es el ejemplo de la propulsión de los cohetes.

Entonces, cuando un cohete es propulsado, lo que hace es que lanza un montón de fuerza hacia abajo. Todo ese toda esa lumbre que hecha abajo, pues hace que se produzca una fuerza de la misma magnitud, pero hacia arriba y eso es lo que hace que el cohete salga propulsado hacia el espacio exterior. Entonces, es un bonito ejemplo. Yo voy a poner ese. Tú puedes poner el que tú quieras, pero yo aquí le voy a poner en el ejemplo, la propulsión de los cohetes, no cohetes.

Cohetes son otra cosa, unos que truenan y ya. Cohetes son esos que van al espacio y hacen cosas grandiosas. La segunda pregunta dice, “De acuerdo con la ley de acción reacción, si golpeas un clavo con un martillo, ¿qué sucede con el clavo? El clavo recibe una fuerza que hace que se hunda en la madera o en el objeto donde está clavándose, ¿no? Este punto es importante porque aunque suena bastante obvio y lógico, es bueno que nos pongamos a reflexionar en lo que eso significa.

O sea, tienes un martillo. Obviamente al golpear con el martillo estás ejerciendo una fuerza muy grande para un clavito tan chiquito. Entonces toda esa fuerza se concentra en un clavito. Por eso es que el clavo obtiene suficiente fuerza para hundirse, porque a la hora de que el clavo se empuja, digamos, sobre la madera, también recibe una fuerza contraria de Newtons hacia afuera, ¿no? Entonces, el asunto aquí es que la fuerza del martillo sea tan potente como para ganarle incluso a la madera.

Entonces, al momento de golpearse están involucradas un montón de fuerzas. El punto tres dice, “Si una persona empuja un carro hacia la derecha ejerciendo una fuerza de 30 newton, ¿qué sucede de acuerdo con la tercera ley de Newton? De acuerdo con la tercera ley de Newton, lo que pasa es que la persona que está empujando recibe una fuerza de 30 N en el sentido opuesto. Y es lo que decíamos, ¿no? Si si una persona está empujando un carro, no puede avanzar a la misma velocidad como si no estuviera empujando nada.

hay una fuerza que la está deteniendo y que la hace ir más lento, ¿no? Pero quizás tú te preguntes, ¿por qué puede empujar el carro? Porque hasta un niño puede empujar un carro, pero ¿por qué puede la persona empujar el carro? Aquí en los recursos adicionales vas a tener acceso a varios videos y yo te recomiendo ver este de las Neyes de Newton de gcfglobal.org. En esta página tienes un artículo que habla sobre las leyes de Newton y trae incrustado un video de YouTube de este mismo canal de GCF Global.

Puedes ver que este video dura 3 minutos y hace un resumen de las tres leyes de Newton. Pero si te vas aquí a donde dice info en la esquinita, te va a abrir varios enlaces para que tú puedas ver información sobre cada una de las tres leyes de forma individual. Entonces, aquí, por ejemplo, está la primera ley, aquí de la segunda y aquí de la tercera ley. Quiero que veas, por ejemplo, este de la segunda ley de Newton, porque precisamente habla de cuando se empuja un carro. Ahí en el video se ve a la persona empujando el carro, ¿no?

Hasta se ven las flechitas donde se ve que le está dando con fuerza. Pero la clave para entender por qué puede empujar el carro está en los pies. La persona no solo está ejerciendo fuerza con las manos, sino que también está ejerciendo fuerza con los pies. Entonces, al empujar, por decirlo así, el piso con los pies, recibe una fuerza que lo impulsa. hacia delante y por eso el carro termina moviéndose.

Pero bueno, para responder la pregunta simplemente podemos poner que la persona recibe una fuerza de 30 N en la dirección opuesta. En el punto cuatro dice, “Supongamos que una caja de 7 kg debe ser empujada con una fuerza de 12 N hacia la derecha. ¿Qué sucede al aplicar la tercera ley de Newton? Bueno, otra vez te está preguntando por la tercera ley de Newton. Lo que va a pasar es que la persona que empuje va a recibir una fuerza de 12 newtons hacia la izquierda.

Entonces, eso es lo que vamos a poner como respuesta. Pero aquí el asunto es que puede ser que tú te preguntes, bueno, entonces, ¿para qué me da el punto de los 7 kg? ¿Para qué lo necesito? Bueno, en realidad aquí la pregunta te está pidiendo nada más la tercera ley de Newton, pero cuando te dejan en un examen un espacio para que pongas respuestas abiertas, tú puedes ponerle más cosas. A lo mejor hasta te da la oportunidad de ganar puntos extra porque no te está pidiendo nada más, pero con este dato tienes la oportunidad de mencionar más cosas, por ejemplo, de calcular la velocidad o la aceleración que va a recibir esa caja al ser empujada.

Y es que esto tiene que ver con la segunda ley de Newton, no con la tercera. La que tiene que ver con el principio fundamental de la dinámica. Aquí te dejé esta formulita que es fuerza es igual a masa por aceleración. Aquí en este caso tenemos ya la masa y tenemos la fuerza. Lo que necesitamos es la aceleración.

Entonces podemos despejar utilizando álgebra y podemos decir que la aceleración es igual a la fuerza entre la masa. Y y eso tiene sentido porque si una caja es más pesada, o sea, tiene más masa, entonces si le aplicas la misma fuerza, la caja se va a mover poquito, va a empezar a entre más cosas le pongas, menos se va a mover, se va a ir dividiendo la fuerza entre toda esa cantidad de kilos que le vayas metiendo. O bien, vas a necesitar utilizar más fuerza para poder acelerar a más velocidad. Eso también viene explicado en los videos de GCF global que te mostré hace un momento. Precisamente viene el ejemplo de la señora moviendo su carrito demandado.

Entonces, para conocer la aceleración, lo único que hay que hacer es dividir los 12 new de fuerza entre los 7 kg de masa. Ya con la calculadora tenemos que 12 / 7 es = 1.71. Es importante que le pongamos al cuadrado porque quiere decir que cada segundo la caja va a aumentar su velocidad 1.71 m/s. O sea, eh acuérdate que la fuerza es un empujoncito. Si tú sigues aplicando ese empujoncito, la caja eventualmente va a ir yendo cada vez más y más rápido con el mismo empujoncito.

Por eso es una aceleración. Y pues si quieres lo ponemos aquí como parte de la respuesta. La caja va a recibir una aceleración de 1.71 met por segundo al cuadrado. En los ejercicios de evaluación se nos está pidiendo completar la frase de la tercera ley de Newton con las palabras que hacen falta. Y pues tenemos aquí que la ley de Newton es acción, reacción, ¿no?

Entonces cuando un cuerpo uno ejerce una fuerza sobre un cuerpo dos, eso se llama acción. Entonces, la respuesta aquí es que este reacciona, o sea, el cuerpo dos reacciona con una fuerza de igual magnitud y dirección, pero en sentido opuesto. Ahora, si estás en un examen y te encuentras con una pregunta así, recuerda que no basta con rellenar las palabras que están aquí. La idea es que selecciones la opción correcta. A veces en los exámenes, sobre todo los de evaluación de ingreso, no debes de rellenar la hoja, sino lo que te piden es llenar una hojita donde tienes que marcar A B C D.

Por eso esto se convierte en esto, en una pregunta de opción múltiple. Entonces tienes que buscar la opción que tenga las palabras reacciona y opuesto. En este caso puedes ver que ninguna de las opciones tiene la palabra opuesto, pero tiene igual y contraria, ¿no? Entonces en vez de decir opuesto, podemos decir contrario. Sí, en sentido contrario que el otro.

Pero igual tu guía pues anda un poco con detalles, con detalles por ahí que no dice contrario, dice contraria. Pero bueno, entonces vamos a elegir la opción que dice reacciona junto con la palabra contraria, que en este caso es la opción D. Y esa sería la respuesta correcta, por decirlo así, aunque sería más correcto decir contrario, pero esta sería la respuesta que tendrías que marcar como correcta. En el siguiente ejercicio vemos una caja de 10 kg que está sostenida sobre un plano. Aquí necesitamos entender qué fuerzas son las que están ejerciéndose sobre la caja, ¿no?

Primero, pues la caja está recibiendo una fuerza de gravedad que la está empujando hacia abajo. Y como sabemos la gravedad mueve todo 9.81 1 m por segundo al cuadrado. Recuerda que los newtons, como ya dijimos al principio, son la fuerza necesaria para acelerar 1 kg de masa a 1 m por segundo al cuadrado en cualquier dirección. Entonces, como aquí tenemos 9.81 pero tenemos 10 kg, eso quiere decir que entonces tenemos que multiplicar 9.81 * 10 porque son 10 kg. Y hacerlo no es complicado, nada más es cuestión de correr el punto hacia la derecha en una posición, lo que nos dejaría con 98.1 newtons que es la unidad de medida para las fuerzas.

Ahora, como estos 98 newtons están aplicados sobre el plano, entonces el plano va a ejercer una fuerza en la dirección contraria, es decir, una fuerza en el sentido opuesto, pero como decíamos es de la misma magnitud. Así que si hacia abajo hay 98 N, entonces hacia arriba también tenemos 98.1 N. ¿Qué quiere decir esto? Que el plano soporta toda la presión de la caja de 10 kg y la mantiene, o sea, la detiene en su lugar. Si sumamos estas 9, esta fuerza de 98 N hacia abajo con esta fuerza de 98 N hacia arriba, pues nos queda una fuerza de cero que hace que la caja se quede en su lugar.

Si este plano no pudiera ejercer esos 98 N hacia arriba, lo que pasaría es que ese plano se rompería y la caja se iría al suelo, pero en este caso, pues sí la logra sostener. Y tenemos que entonces hay una reacción de 98.1 N. Ahora solo tenemos que seleccionar la opción correcta y en este caso sería la opción B. En la siguiente pregunta, en la pregunta número tres se nos dice, ¿qué fuerza se está ejerciendo en el momento en que se está jugando a jalar la cuerda? ¿Sí conoce ese juego, verdad?

Bueno, pues es la misma fuerza que se aplica en la tercera ley de Newton y se trata de una fuerza opuesta. Ten cuidado de no confundirte con la palabra diferente, porque acuérdate que las fuerzas son iguales porque tienen la misma magnitud, solo son opuestas porque significa que van en direcciones contrarias. Entonces, acuérdate de esa palabra, opuesto no es lo mismo que diferente. Con esto resolvemos todos los ejercicios de esta lección, que fueron poquitos y la mayoría fueron de este tipo de preguntas abiertas. Ahora te espero en la siguiente lección donde vamos a estar analizando el tema.

Compara las distintas formas de generación de energía eléctrica de acuerdo con el uso de recursos renovables o no renovables. Espero que te esté gustando mucho esta guía. Sigue apoyando el canal y aún si te tocó ya el examen, no dejes de ver estos videos que te van a ayudar a repasar o incluso a solucionar algunas dudas que quizás te hayas planteado. Espero que te haya gustado esta lección. Cualquier cosa, déjamela en los comentarios y nos vemos en el siguiente video.

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