Primera Ley o Ley de la Inercia
Todo lo que se va a ver en las tres Leyes de Newton se refiere a la Mecánica. La Mecánica es el estudio del movimiento y sus causas. Se divide en: cinemática (estudia el movimiento sin considerar las causas del mismo) y dinámica (estudia el movimiento tomando en cuenta sus causas).
Aclarado esto, prosigamos a ver la Primera Ley de Newton.
La primera ley o Ley de la Inercia establece que un cuerpo mantendrá su estado natural de
reposo o movimiento amenos que una fuerza obligue al mismo a cambiar su estado natural.
Básicamente, la fuerza es lo que puede ocasionar el movimiento de un objeto. Hacemos énfasis
en "puede", porque se toma la posibilidad de que haya una cancelación de fuerzas.
¿Cómo es eso de "cancelación de fuerzas"? Bueno, digamos que estamos moviendo un lápiz
sobre una superficie horizontal con nuestra mano derecha, hacia la izquierda con una fuerza
determinada. Entonces con la mano izquierda aplicamos fuerza hacia el sentido contrario en el
cual se mueve el lápiz. Si aplicamos la misma fuerza, podremos observar que el lápiz no se mueve.
Sin embargo, esto no significa que no hay fuerza; nosotros podremos sentir que estamos aplicando
fuerza. A decir verdad, Newton postuló que es imposble que no haya fuerza actuando.
Como ejemplos de fuerzas que siempre están presentes (por lo menos cuando estamos en un planeta) son:
1) Fricción: es la fuerza que siempre se opone al movimiento (como podemos observar en la imagen de arriba).
2) Normal: es la fuerza de reaccción que poseen todas las superficies.
3) Peso: se refiere a la cantidad, medida en newtons, que relaciona a la masa de cualquier objeto con la aceleración debida a la gravedad.
Veamos un ejemplo en el que se aplique la Ley de la Inercia:
La imagen representa un cuadrilátero que tiene un peso de 75 newtons que está sobre un plano inclinado a 30 grados. La superficie no tiene fricción (que una superficie no tenga fricción es imposible, pero imaginémosnos que no haya). Como es de esperarse, el objeto se mueve hacia abajo. Es entonces cuando se le aplica una fuerza contraria al moviemiento y paralela a la superficie inclinada y el objeto se queda en reposo. ¿Qué fuerza se aplica para detener al objeto?
Aplicando lo leido anteriormente, sabremos que si hay cancelación de fuerzas es porque las furzas tienen igual magnitud y van en dirección contraria. Analizando el dibujo, la única fuerza que hace que el objeto se mueva hacia abajo es: sen30(P), en donde la P = peso. Por lo tanto, la fuerza que hace que el objeto se detenga, la cual es paralela a la superficie, tiene que ser igual a la fuerza que trata que el objeto se mueva hacia abajo.
Sea "F" la fuerza encargada de deterner el objeto, entonces:
F = sen30(P)
F = sen30(75N)
F = 37,5N
A veces la fricción puede ser beneficiosa, otras veces no. Puede ser beneficiosa cuando caminamos
por la calle mientras está lloviendo (para no caernos), pero puede ser mala si estamos deslizándonos sobre
un tobogán con agua.
Conociendo bien esta ley nos podemos dar cuenta la importancia de la inercia en nuestras vidas. Si no hubiera inercia, entre muchas cosas, no pudieramos caminar; resbalaríamos. Por el choque contra el suelo, además, una fuerza nos impulsaría a "deslizarnos" sobre el suelo. ¿Sabías que nunca pararíamos de movernos? Eso a menos que otra fuerza nos pare, como un edificio, o algo...
La fuerza de fricción a veces es tan fuerte que nos impide mover algo. Digamos que queremos deslizar un lápiz. ¿Sin problemas, verdad? Esto es porque el lápiz no pesa casi nada y puede que el coeficiente de fricción cinética sea insignificante. Sin embargo, todo cambia cuando queremos mover un escritorio, por ejemplo. Ya no es tan fácil. Esto es porque el peso del escritorio es muy grande. Si no se logra mover el escritorio, la fuerza de fricción no es cinética, sino estática.
La fuerza de fricción cinética es la que está presente cuando hay movimiento. Dicho de una manera simpática, es la fuerza la cual no tiene suficiente energía como para impedir el movimiento.
También está la fuerza de fricción estática, la cual es la fuerza que entonces sí impide el movimiento.
Hay que aclarar que estas dos fuerzas no son cosas independientes. Se pueden transformar entre ellas. Volviendo al caso del escritorio: si no podemos mover el escritorio, decimos que la fuerza de fricción es estática. Sin embargo, si después de mucho esfuerzo lo logramos mover, la fuerza de fricción pasó de ser estática a ser cinética (porque hay movimiento).
Para concluir dejamos esta imagen, la cual resume la Ley de la Inercia o Primera Ley de Newton:
