Page 89 - Física Tippens: Conceptos y Aplicaciones, Séptima Edición Revisada

70 Capítulo 4 Equilibrio traslacional y fricción

Una persona con
entrenamiento en
karate puede romper un
bloque de concreto de
3.8 cm de espesor con
la mano, que se mueve
a 11 m/s, lo cual crea
una fuerza de 3069 N.
Los huesos de la mano Figura 4.1 Si despreciamos las fuerzas de fricción, al empujar el carro con el doble de fuerza se produce el
pueden resistir fuerzas doble de aceleración. Si se triplica la fuerza se triplica la aceleración.
de hasta 40 veces esa
cantidad.
Segunda ley de Newton. La aceleración a de un objeto en la dirección de una
fuerza resultante (F) es directamente proporcional a la m agnitud de la fuerza e
inversamente proporcional a la masa (m).

F
a = — o F = ma
m

Cabe señalar que cuando la velocidad no cambia, ci = 0 y la primera ley de Newton resulta
entonces en un caso especial de la segunda. Sin la fuerza de desequilibrio el movimiento del
objeto no cambiará. La palabra importante aquí es cambio; nos ayuda a recordar que no hay
fuerza resultante sobre los objetos en reposo o en movimiento a rapidez constante.
Más adelante veremos matemáticamente la segunda ley del movimiento de Newton, junto
con definiciones más rigurosas de fuerza y masa. Antes hemos de considerar los pormenores
de los objetos en reposo o, más concretamente, de los objetos sin aceleración. Una vez que us­
( Foto © SS34 PhotoDisc/ ted sea capaz de entender cabalmente una explicación vectorial de las fuerzas, estudiaremos
Getty.) las implicaciones del cambio de movimiento.

Tercera ley de Newton

No puede haber una fuerza si no están implicados dos cuerpos. Cuando un martillo golpea un
clavo ejerce una fuerza de “acción" sobre él. Pero el clavo también “reacciona” empujando
hacia atrás al martillo. En todos los casos debe haber una fuerza de acción y una de reacción.
Siempre que dos cuerpos interactúan, la fuerza ejercida por el segundo sobre el primero (la
fuerza de reacción) es igual en magnitud pero de sentido contrario a la dirección de la fuerza
ejercida por el primer cuerpo sobre el segundo (la fuerza de acción). Este principio se enuncia
en la tercera ley de Newton.

Tercera ley de Newton. Para cada fuerza de acción debe haber una fuerza de
reacción igual y opuesta.

Por tanto, no puede existir una sola fuerza aislada. Considere los ejemplos de fuerzas de
acción y de reacción de la figura 4.2.
Observe que las fuerzas de acción y de reacción no se anulan. Son iguales en magnitud
y opuestas en dirección, pero actúan sobre objetos diferentes. Para que dos fuerzas se anulen
deben actuar sobre el mismo objeto. Se puede decir que las fuerzas de acción crean las fuerzas
de reacción.
Por ejemplo, cuando alguien empieza a subir una escalera lo primero que hace es colocar
un pie sobre el escalón y empujarlo. El peldaño debe ejercer una fuerza igual y opuesta sobre
el pie para evitar quebrarse. Cuanto mayor es la fuerza que ejerce el pie sobre el escalón,