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República Bolivariana de Venezuela Ministerio del poder popular para la educación U.E Colegio ‘’Roberto Moreno Briceño’’ Barinas, Estado Barinas

Tercera Ley De Newton

Profesor:

Integrantes:

Rivero Yoiberth

Ricardo Mejías Wiston Rondón Ángel García Barinas 18/3/2016

Índice

Introducción...............................................................................................................3 Justificación...............................................................................................................4 Biografía de Isaac Newton.........................................................................................5 Historia de las leyes...................................................................................................8 Definición e importancia de las leyes de Newton......................................................9 Fundamentos teóricos de las leyes.........................................................................10 Definición de la tercera ley de Newton....................................................................11 Ejemplos de la tercera ley.......................................................................................12 Ejercicio de la tercera Ley de Newton.....................................................................12 Anexos.....................................................................................................................14 Bibliografía...............................................................................................................16 Conclusión...............................................................................................................17

Introducción El presente trabajo tiene como propósito dar más a fondo información sobre la tercera ley de Newton además dando a conocer la vida de Newton, la historia de sus leyes, sus fundamentos y también ejemplos para comprenderlas, incluyendo un ejercicio incluso.

Justificación Este trabajo sobre la tercera ley de Newton, además de información sobre la historia de la misma, es de ayuda para aquellas personas que no saben de la lógica misma del mundo que los rodea y de cómo todo funciona de acuerdo a como mentes brillantes de la historia han descubierto este por medio de su intelecto, investigaciones, experimentaciones, hipótesis, entre otros. La aplicación de la tercera ley de Newton es de las que más se ve al día a día, y la más fácil de explicar y probar, aunque el hecho de que las leyes en sí ya hayan sido comprobadas han hecho que estas conformen lo básico en la física aún hoy

Biografía de Isaac Newton Isaac Newton nació a primeras horas del 25 de diciembre de 1642 según el calendario juliano pero según el calendario gregoriano nació el 4 de Enero de 1643, en la pequeña aldea de Woolsthorpe, en el condado de Lincolnshire, nació muy pequeño y delicado, pensaron que no viviría mucho tiempo, pero luego sobreviviría. A comienzos de octubre su padre que era un terrateniente acababa de morir luego de que contrajo matrimonio en abril del mismo año con Hannah Ayscough. Luego empezaría la difícil infancia de Isaac Newton, Hannah cuando Isaac Newton tenía 3 años contrajo con el Reverendo Barnabas Smith, rector en North Witham, este hombre influyó mucho en el carácter de Newton, puesto que era muy estricto con él, pero eso no fue lo peor, lo peor vino cuando Hannah decidió mudarse a la casa del reverendo Smith, dejando a Isaac en Woolsthorpe, siendo cuidado por su abuela materna, esto llenó a Isaac de odio al punto de que cuando tuvo 19 años, en una lista de ‘’pecados’’ el numero 13 fue ‘’haber deseado incendiarles la casa con ellos dentro’’. Cuando Isaac tuvo 12 años el reverendo Smith murió, haciendo que la madre regrese a Woolsthorpe trayendo consigo su herencia y además de 2 hermanastras y 1 hermanastro para Isaac. A los 13 años Newton fue inscrito en King’s School de la cercana población de Grantham viviendo en la casa de un farmacéutico, en donde se dice que ahí desarrollo su poco usual habilidad mecánica, puesto que construyó diversos mecanismos y juguetes, de los que más se citan, un reloj de agua y las famosas cometas Cambió su carácter a ser competitivo que le llevo a ser el primero de su clase, debido a una pelea que tuvo con un compañero saliendo vencedor, Newton fue un muchacho sobrio, silencioso y meditativo, que hasta hacia utensilios para que los demás se entretuvieran.

Cuando cumplió 16 su madre lo hizo regresar a casa para que fuera un terrateniente como su padre, pero Newton no se mostró interesado en ello, su madre que fue aconsejada por el maestro de Newton y por su propio hermanastro accedió a que regresara a la escuela para preparar su ingreso en la universidad. Finalmente, en junio de 1661, Newton fue admitido en el Trinity College de Cambridge, donde estudió matemáticas bajo la dirección del matemático Isaac Barrow. Recibió su título de bachiller en 1665 y le nombraron becario en Trinity College en 1667 que entre 1665 y 1667 la Universidad de Cambridge se cerró por la peste y Newton regresó a Woolsthorpe, luego de que volvió a abrir, desde 1668 fue profesor y se dedicó al estudio e investigación de los últimos avances en matemáticas y a la filosofía natural (de Aristóteles). Realizó descubrimientos fundamentales que le fueron de gran utilidad en su carrera científica. Tras la muerte de su madre en 1678, Newton entró seis años de bloqueo de ideas donde sólo se comunicaba con notas breves. En 1684 recibió la visita de Edmund Halley, un astrónomo y matemático con el que discutió el problema del movimiento orbital. Durante los dos años y medio siguientes, estableció la ciencia moderna de la dinámica formulando las tres leyes del movimiento. Aplicó estas leyes a las leyes de Kepler sobre movimiento orbital y dedujo la ley de la gravitación universal. Publicó su teoría

en

Philosophiae

Naturalis

Principia

Mathematica

(Principios

matemáticos de la filosofía natural, 1687), que marcó un punto de inflexión en la historia de la ciencia y que se consideró como la obra más influyente en la física. Tardó dos años en escribirlo siendo la culminación de más de veinte años de pensamiento. Newton sentó las bases de nuestra era científica. Sus leyes del movimiento y la teoría de la gravedad sustentan gran parte de la física moderna y la ingeniería.

En 1687 apoyó la resistencia de Cambridge contra los esfuerzos del rey Jacobo II de Inglaterra para convertir la universidad en una institución católica. Tras la Gloriosa Revolución de 1688, la universidad lo eligió como uno de sus representantes en una convocatoria especial del Parlamento británico. Ese mismo año Newton conoce al filósofo John Locke, entre los dos dedican bastantes horas a la discusión de temas teológicos, en especial el de la Trinidad, Newton canaliza sus esfuerzos en los problemas de la cronología Bíblica. En 1693 Newton mostró síntomas de una severa enfermedad emocional. Aunque recuperó la salud, su periodo creativo había llegado a su fin. Fue nombrado inspector y más tarde director de la Casa de la Moneda en Londres, donde vivió hasta 1696; durante su mandato se cambió la moneda británica del patrón plata, al patrón oro. En ese año participa en un desafío matemático propuesto por Jacob Bernoulli, su contendor era Leibniz el cual no logra superar en prontitud las soluciones presentadas por él. Perteneciente a la joven generación de Fellows de la Royal Society, en 1703 fue elegido presidente, cargo que ocupó hasta el final de su vida. Además de su interés por la ciencia, también se sintió atraído por el estudio de la alquimia, el misticismo y la teología. Newton además tuvo fama por su mal carácter y conflictos con otras personas, en particular con Robert Hooke y Gottfried Leibniz. Sus años de madurez y vejez transcurrieron en su residencia en Cranbury Park, cerca de Winchester, al cuidado de una sobrina, Cátherine Barton hija de una hermanastra y casada con John Conduit, que se convertiría en su más ferviente apologista. Tras un brusco empeoramiento de su afección renal, Newton falleció en Londres mientras dormía, el 20 de marzo 1727 (calendario juliano), 31 de marzo de 1727 (calendario gregoriano), siendo enterrado en la Abadía de

Westminster, siendo el primer científico en recibir este honor. Voltaire pudo haber estado presente en su funeral. Algunos biógrafos corrigen que Isaac Newton murió virgen. Su evidente misoginia, unida a un puritanismo extremo, le impedía acudir a los burdeles. Dejó

una

cuantiosa

colección

de

manuscritos.

Los

investigadores

descubrieron miles de folios conteniendo estudios de alquimia, comentarios de textos bíblicos, así como cálculos herméticos oscuros e ininteligibles. Su pelo fue examinado en 1979 y se encontró mercurio, probablemente como resultado de sus búsquedas alquímicas. El envenenamiento por mercurio podría explicar la excéntrica conducta de Newton durante la vejez.

Historia de las leyes Los primeros esfuerzos humanos registrados para reunir sistemáticamente el conocimiento sobre el movimiento de los cuerpos se remontan desde la antigua Grecia, Aristóteles dio explicaciones de los fenómenos físicos basados en sus deducciones y no en la experimentación, debido a su prestigio de filósofo y científico muchos creyeron en ellas durante siglos. Otro caso del español Juan de Celaya, matemático, físico, cosmólogo, teólogo y filósofo de quien destacan trabajos sobre el movimiento tanto en cinemática como en dinámica además en lógica, escribió sobre todo acerca de la física de Aristóteles y el movimiento, y fue uno de los impulsores de la lógica nominalista, fue capaz de enunciar la Primera Ley de Newton o Primer Principio de la Dinámica (una de las leyes más importantes de la física) un siglo antes que Newton. Otro caso es el del también español Domingo de Soto, fraile dominico y teólogo, considerado como el promotor de la física moderna, su teoría del movimiento uniformemente acelerado y la caída de los graves fue el precedente de la Ley de la Gravedad de Newton, él escribió numerosas obras de teología, derecho, filosofía y lógica además que comento varios libros de física y lógica aristotélica de los cuales el más importante influyó en

personajes como Benedetti o Galileo, puesto que Domingo de Soto fue de los primeros en establecer que un cuerpo en caída libre sufre una aceleración uniforme con respecto al tiempo. Estos descubrimientos fueron clave en física y base esencial para el siguiente estudio de la gravedad por galileo Galilei e Isaac newton, ningún científico de las universidades de París y Oxford de aquella época había conseguido describir la relación entre movimiento uniformemente disforme en el tiempo y la caída de los graves como lo hizo Soto. Tras las ideas innovadoras sobre el movimiento de estos científicos, Galileo hizo un avance muy importante al introducir el método científico que enseña que no siempre se debe creer en las conclusiones intuitivas basadas en la observación inmediata, pues esto lleva a menudo a equivocaciones. Galileo fue llevando a cabo diversos experimentos con diferentes alternativas en el proceso, de esta manera llego a un experimento donde observó cómo un cuerpo que se mueve con velocidad constante sobre una superficie lisa se moverá eternamente siempre que no haya rozamientos ni otras acciones externas sobre él. Inmediatamente se presentó otro problema: ¿si la velocidad no lo revela, qué parámetro del movimiento indica la acción de fuerzas exteriores?; Galileo respondió también a esta pregunta, pero Newton lo hizo de manera más precisa: no es la velocidad sino su variación la consecuencia resultante de la acción de arrastrar o empujar un objeto. Esta relación entre fuerza y cambio de velocidad (aceleración) constituye la base fundamental de la mecánica clásica. Fue Isaac Newton (hacia 1690) el primero en dar una formulación completa de las leyes de la mecánica e inventó los procedimientos matemáticos necesarios para explicarlos y obtener información a partir de ellos

Definición e importancia de las leyes de Newton Las leyes de Newton, conocidas también como las leyes del movimiento de Newton son 3 principios en los cuales se explican la mayor parte de problemas planteados por la dinámica, la dinámica es la parte de la física que estudia las relaciones entre los movimientos de los cuerpos y las causas que los provocan, en concreto las fuerzas que actúan sobre ellos. También explican la mayor parte de los problemas planteados por aquellas ramas de la física en general relacionadas con el movimiento de los cuerpos Estos principios son importantes porque permiten explicar los movimientos de la mayoría de las cosas en el universo como el de los astros en el espacio, los proyectiles artificiales creados por seres humanos y también todas aquellas maquinas creadas a partir de ingeniería para beneficio humano, además que la comprobación de estas leyes han llevado a que estas sean lo básico en la física aún hoy en día.

Fundamentos teóricos de las leyes El primer concepto que maneja Newton es el de masa, que identifica con "cantidad de materia". Newton asume a continuación que la cantidad de movimiento es el resultado del producto de la masa por la velocidad. 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. Estas leyes enunciadas por Newton y consideradas como las más importantes de la mecánica clásica son tres: la ley de inercia, relación entre fuerza y aceleración, y ley de acción y reacción. Newton planteó que todos los movimientos se atienen a estas tres leyes principales formuladas en términos matemáticos. Un concepto es la fuerza, causa del movimiento; otro es la masa, la medición de la cantidad de materia puesta en movimiento; los dos son denominados habitualmente por las letras F y m.

Definición de la tercera ley de Newton La tercera ley es completamente original de Newton (pues las dos primeras ya habían sido propuestas de otras maneras por Galileo, Hooke y Huygens) y hace de las leyes de la mecánica un conjunto lógico y completo. Expone que por cada fuerza que actúa sobre un cuerpo, este realiza una fuerza de igual intensidad y dirección, pero de sentido contrario sobre el cuerpo que la produjo. Dicho de otra forma, las fuerzas, situadas sobre la misma recta, siempre se presentan en pares de igual magnitud y opuestas en sentido. Las fuerzas son el resultado de la acción de unos cuerpos sobre otros. La tercera ley, también conocida como Principio de acción y reacción nos dice esencialmente que si un cuerpo A ejerce una fuerza F sobre otro cuerpo B, B realiza sobre A otra acción igual y de sentido contrario. Es importante observar que este principio de acción y reacción relaciona dos fuerzas que no están aplicadas al mismo cuerpo, produciendo en ellos aceleraciones diferentes según sean sus masas. Por lo demás, cada una de esas fuerzas obedece por separado a la segunda ley. Junto con las

anteriores leyes, ésta permite enunciar los principios de conservación del momento lineal y del momento angular.

Ejemplos de la tercera ley Esta ley es algo que podemos comprobar a diario en numerosas ocasiones. Por ejemplo, cuando queremos dar un salto hacia arriba, empujamos el suelo para impulsarnos. La reacción del suelo es la que nos hace saltar hacia arriba. Cuando estamos en una piscina y empujamos a alguien, nosotros también nos movemos en sentido contrario. Esto se debe a la reacción que la otra persona hace sobre nosotros, aunque no haga el intento de empujarnos a nosotros. Hay que destacar que, aunque los pares de acción y reacción tengan el mismo valor y sentidos contrarios, no se anulan entre sí, puesto que actúan sobre cuerpos distintos. Si un caballo tira de una piedra unida a una cuerda, el caballo es igualmente tirado por la piedra hacia atrás; porque la cuerda, tendiendo por el esfuerzo a soltarse, tirará del caballo hacia la piedra tanto como la piedra lo haga hacia el caballo, e impedirá el progreso de uno tanto como avanza el otro. Cuando se dispara un arma de fuego, la fuerza del gas producido debido a la quema de la pólvora, hace que la bala salga. De acuerdo a la ley de Newton, el arma en sí retrocede. La punta de una gran manguera contra incendios tiene asa, la cual los bomberos deben sostener con firmeza, debido a que al salir el chorro de agua, la manguera es enviada en sentido contrario de manera visiblemente.

Ejercicio de la tercera Ley de Newton Una mano empuja 2 cuerpos sobre una superficie horizontal sin rozamiento. Las masas de los cuerpos son el cuerpo 1 de 2 kg y el cuerpo de 1 kg, la mano aplica una fuerza de 5 N al cuerpo de 2 kg. a) ¿Cuál es la aceleración del sistema? (como los 2 cuerpos se mueven juntos, podemos considerar que forman un solo cuerpo de masa de 3kg) b) ¿Cuál será la aceleración del cuerpo de 1 kg y cuál sería la fuerza resultante que ejerce sobre este cuerpo? ¿Cuál es el origen de la fuerza que sobre él se ejerce? c) Indicar todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo de 2kg. ¿Cuál es la fuerza resultante que actúa sobre este cuerpo? Respuestas a) Recurrimos a la segunda ley de Newton: F=m·a La fuerza que se aplica sobre los 2 cuerpos juntos es de: 5N La más de los 2 cuerpos juntos es igual a: 3 Kg La aceleración sería la ‘’a’’ y quedaría así: 5 N = 3 Kg·a a = 5÷3 a = 1.67 mts/s² ← Aquí ya calculamos la aceleración del sistema. b) La aceleración del cuerpo de un 1 Kg la vamos a llamar a1 pues será la misma puesto que ambos cuerpos están juntos, ambos se moverán con la misma aceleración: a1= 1.67 mts/s². La fuerza resultante sobre a1 sería: Fr1 = 1·1.67 Fr1 = 1.67 N El origen es el cuerpo 1 de 2 Kg porque la fuerza ejercida por la mano en ese cuerpo es de 5 N y por la tercera ley de Newton la reacción es que el cuerpo 1 empuja al 2 a 1.67 N e inversamente el cuerpo 2 empuja al cuerpo 1 con 1.67 N.

c) Fr = 5 N – 1.67 N = 3.33 N ← Le restamos porque llevan direcciones opuestas.

Anexos

Retrato de Sir Isaac Newton (1642-1727)

Busto de Aristóteles

Busto de Domingo de Soto en Segovia

Retrato de Galileo Galilei

Imágenes de ejemplo para la Tercera ley de Newton

Bibliografía

Referencias bibliográficas buscadas por internet 1. ‘’Monografía de Isaac Newton’’ en Biografías y Vidas, autor: equipo de bigroafiasyvidas.com http://www.biografiasyvidas.com/monografia/newton/ 2. ‘’Biografía de Isaac Newton’’ en BuscaBiografías, autor: equipo de buscabiografias.com http://www.buscabiografias.com/biografia/verDetalle/2182/Isaac%20Newton

3. ‘’Leyes de Newton’’ en Wikipedia, autor: varios https://es.wikipedia.org/wiki/Leyes_de_Newton 4. ‘’Leyes de Newton’’ en Profesor en línea, autor: equipo de profesorenlinea.cl http://www.profesorenlinea.cl/fisica/Leyes_de_Newton.html 5. ‘’Las leyes de Newton’’ en Biblioteca de Investigaciones, autor: GeoVulcano https://bibliotecadeinvestigaciones.wordpress.com/fisica-2/las-leyes-denewton/ 6. ‘’Tercera ley de Newton’’ en De Astrónomos a Astronaves, autor: Dr. David P. Stern http://www.phy6.org/stargaze/Mnewton3.htm

Conclusión A lo largo de este trabajo se pudo apreciar lo importante ya bien de la tercera ley y las demás leyes en sí y también las personas quienes dieron sus esfuerzos toda su vida para que al final se descubrieran estas, la comprensión y el poder predecir y controlar lo que nos rodea es sin lugar a dudas lo que hace avanzar a la humanidad progresivamente como civilización.