Foros Ciencias Galilei

Hola,

Tengo varias  dudas sobre el tercer principio de la dinámica:

1.Por qué al aplicar  a un cuerpo una fuerza  se origina otra  igual y de sentido contrario, no entiendo la razón.


2.Si una bola de 2  kg con carga  positiva atrae a otra de 0,5  kg y carga  negativa  con una fuerza de 10 N  con que  fuerza atrerá  la de 0,5 a la de 2  kg?

La respuesta sería: Con la misma  fuerza pero en sentido contrario no???


3. Si una grúa  quiere  levantar una pila de ladrillos de 3000 N de peso que  fuerza debe aplicar  para  levantarla del suelo y para que se  mueva  con movimiento uniforme.


Sería así:

a) Para  levantarlo del suelo debe ser una fuerza mayor de 3000 newtons

b) Para moverse con movimiento uiforme el sumatorio de las fuerzas debe ser 0, con lo que hay que  aplicar una  fuerza de -3000N. para que eso.

- Hola. Por favor, completa tu perfil.


Te doy mi visión del asunto.

Realmente así ocurre: a cada acción necesariamente se opone una reacción (aunque pueda no parecerlo). Si tocas algo, la yema del dedo se deforma. El Sol te atrae a ti y tú a él simultáneamente.

Las Leyes de Newton "solo" describen lo que ocurre. A partir de ellas se detalla, por ejemplo, cómo se mueve la Tierra en torno al Sol, pero no explican por qué lo hace. La masa atrae a la masa, es lo que dice Newton y que hemos ido comprobando siempre, y nos da ecuaciones válidas para predecir el movimiento, pero nada más (lo cual nos ha valido para salir del planeta y regresar; aquí al lado y vuelta corriendo, pero nos ha valido). ¿Por qué la masa atrae a la masa? No lo sabemos, eso lo intenta explicar ahora la Física Cuántica mediante cosas como el gravitón, una partícula todavía hipotética.

Ocurre primero que los pares de acción/reacción son fuerzas aplicadas sobre cuerpos distintos. Así, si la Tierra atrae una manzana con una fuerza P, ¿la manzana atraerá a la Tierra con la misma fuerza P? Sí, la masa atrae a la masa, y el Principio de Inercia afirma que recíprocamente con la misma intensidad. Pero, ¿por qué la Tierra no se precipita hacia la manzana? Por esto: ambos cuerpos sufren la misma fuerza P de, pongamos 1N (peso de una manzana):

Para la manzana:  1 = m * a   ; la manzana experimenta la aceleración a=1/m  
Para la Tierra:   1 = M * a'  ; la Tierra experimenta una aceleración a'=1/M  

con m = 0,1 kg (~ una décima de kg)  y M = 6*10²⁴ kg (seis cuatrillones de kg).
Con lo cual, la manzana se ve sometida a una aceleración de 9,8m/s² sobre 0,1 kg, y así se precipita a tierra; pero la Tierra experimenta
una aceleración absolutamente inapreciable para ella: un newton de fuerza sobre seis cuatrillones de kg; el planeta no se moverá hacia la
manzana porque tiene una inercia ("pereza") descomunal frente a esa pequeña fuerza.

En resumen: los pares de acción/reacción son fuerzas aplicadas sobre distintos cuerpos, con efectos diferentes.

Por otro lado, si se compensan la acción y la reacción, ¿por qué a veces se impone una de las dos? Tiene relación con lo anterior.
Si apoyas un libro en una mesa y no se hunde atravesándola, es porque la mesa compensa ese peso con una reacción idéntica de sentido contrario. La mesa ejerce una fuerza normal sobre el libro, sosteniéndolo.

Ahora bien, la mesa dispone de una capacidad de reacción. Por eso, si colocas un elefante encima, la partirá; se habrá superado el límite de reacción de la mesa. Si una fuerza F aplicada sobre un objeto rebasa la capacidad de reacción de este, F moverá al cuerpo que no la puede compensar.

Así ganas en un pulso contra Chuck Norris, o rompes una pared ligera, o te partes la mano contra una pared masiva, o avanza un carro tirado por un caballo. Las dos fuerzas de acción/reacción se aplican sobre cuerpos distintos con efectos diferentes, y uno acaba desarrollando más fuerza de la que el otro puede resistir.

Y si la fuerza es de atracción entre masas iguales, dos lápices, ¿por qué no avanzan el uno hacia el otro? Aquí, la fuerza de atracción mutua es muy, muy pequeña. La fuerza de rozamiento que deben vencer es muchísimo mayor que la de atracción. La masa atrae a la masa, pero es una interacción "poco acusada" para la percepción humana. Al menos una de las fuerzas debe ser muy grande para que la atracción se manifieste [Como decía un profe mío: tu bolígrafo se cae atraído por la Tierra porque ahora que estás sentado tienes un planeta debajo de tu culo, por si no te habías dado cuenta].



Efectivamente, pero cada bola tendrá aceleración distinta: a = F/m



No exactamente. Si quieres levantarlo con movimiento uniforme, no debe haber fuerza neta definitiva, luego en teoría hay que aplicar justamente 3000 N, ni más ni menos.
En b) razonas bien: Para moverse con movimiento uniforme el sumatorio de las fuerzas debe ser 0, con lo que hay que  aplicar una  fuerza de -3000N. para que eso la pila sea levantada con velocidad uniforme.

Venga.