Segunda y tercera ley de Newton: fuerza, masa, aceleración y acción-reacción
Respuesta rápida
\vec{F}=m\vec{a}; acción y reacción son iguales en magnitud y dirección, opuestas en sentido y actúan en cuerpos distintos.
Solución — Página 289
Colección Sk´asolil. Saberes y pensamiento científico. Libro de Educación Telesecundaria Grado 2° Ciclo Escolar 2025 - 2026
Explicación de la segunda ley de Newton
La segunda ley de Newton describe qué ocurre cuando la fuerza neta sobre un objeto no es nula. La fuerza neta es directamente proporcional a la masa y a la aceleración:
\vec{F} = m\vec{a}
Donde \vec{F} es la fuerza neta (en newtons, \text{N}), m es la masa (en kilogramos, \text{kg}) y \vec{a} es la aceleración (en \text{m/s}^{2}).
- La fuerza y la aceleración son magnitudes vectoriales: tienen dirección y sentido.
- Si \vec{F} apunta en cierta dirección, \vec{a} apunta en la misma dirección y sentido.
- La masa es la constante de proporcionalidad: a mayor masa, menor aceleración para la misma fuerza.
Respuesta: \vec{F} = m\vec{a}; la aceleración tiene la misma dirección y sentido que la fuerza neta.
Explicación de la tercera ley de Newton
"A toda fuerza de acción le corresponde una fuerza de reacción, en la misma dirección y magnitud, pero en sentido contrario".
- Las fuerzas siempre se crean en pares: acción y reacción.
- Ambas fuerzas tienen igual magnitud y dirección, pero sentidos opuestos.
- Actúan sobre cuerpos diferentes, por eso no se cancelan entre sí.
Respuesta: \vec{F}_{\text{acción}} = -\vec{F}_{\text{reacción}}.
Ejemplos de la tercera ley
Caminar
- El pie empuja el suelo hacia atrás (fuerza de acción).
- El suelo empuja el pie hacia adelante (fuerza de reacción).
- Esa reacción permite avanzar.
Respuesta: el suelo impulsa al caminante hacia adelante.
Nadar
- Los brazos empujan el agua hacia atrás (acción).
- El agua empuja al nadador hacia adelante (reacción).
- El nadador se desplaza en sentido contrario al agua empujada.
Respuesta: el agua impulsa al nadador hacia adelante.
Contenido de la página
En la segunda ley, Newton describe, mediante una expresión, lo que sucede cuando la fuerza no es nula, la cual depende directamente de la masa del objeto:
\vec{F} = m\vec{a}
Donde \vec{F} representa a la fuerza neta que actúa sobre el objeto, mientras que m es la masa del objeto, y la \vec{a} es la aceleración que va a sufrir el objeto debido a la fuerza neta aplicada. Hay que notar que si la fuerza tiene una dirección y sentido determinados, la aceleración, en consecuencia, tendrá también iguales la dirección y el sentido.
Newton, además de su segunda ley, estableció una más, la cual está relacionada con la creación de fuerzas: "A toda fuerza de acción le corresponde una fuerza de reacción, en la misma dirección y magnitud, pero en sentido contrario".
Una fuerza de acción se puede interpretar como aquella que se aplica sobre un objeto con la intención de querer moverlo, mientras la de reacción es la fuerza que ejerce el objeto en respuesta a la de acción.
Al analizar esta ley, se puede decir que las fuerzas se crean en pares: siempre que se encuentre alguna fuerza actuando, existirá otra que será de acción o de reacción. Algo importante a destacar es que la fuerza de acción y la de reacción actúan en cuerpos diferentes.
Algunas situaciones donde se ejemplifica la tercera ley de Newton son:
- En el simple hecho de caminar: los pies empujan el suelo (fuerza de acción) y el suelo empuja a los pies (fuerza de reacción), y es eso lo que permite avanzar.
- Cuando un nadador se impulsa hacia adelante a través del agua, la fuerza de acción de sus brazos al empujar el agua hacia atrás genera una fuerza de reacción opuesta que hace que el nadador se mueva hacia adelante.
Ejemplos resueltos
Un balón de 0.45\,\text{kg} recibe una patada que le produce una aceleración de 20\,\text{m/s}^{2}. ¿Cuál es la fuerza neta aplicada?
- Datos: m = 0.45\,\text{kg}, a = 20\,\text{m/s}^{2}.
- Fórmula: F = m\,a.
- Sustitución: F = (0.45)(20).
- Resultado: F = 9\,\text{N}.
Respuesta: 9\,\text{N}.
Diagrama
graph LR
A[Pie empuja el balón] -->|Fuerza de acción| B[Balón]
B -->|Fuerza de reacción| A
Fórmulas y ecuaciones
\vec{F} = m\vec{a}
\vec{F} = m\vec{a}
\vec{F}@@MATH_0@@\text{acción}} = -\vec{F}@@MATH_1@@\text{reacción}}
Glosario (4)
- Fuerza neta
- Suma vectorial de todas las fuerzas que actúan sobre un objeto.
- Aceleración
- Cambio de la velocidad de un objeto por unidad de tiempo.
- Fuerza de acción
- Fuerza que se aplica sobre un objeto con la intención de moverlo.
- Fuerza de reacción
- Fuerza que ejerce el objeto en respuesta a la fuerza de acción.
Preguntas para practicar
¿Por qué la fuerza de acción y la de reacción no se cancelan si son iguales y opuestas?
Porque actúan sobre cuerpos diferentes. La fuerza de acción se aplica sobre un objeto y la de reacción sobre el otro; al no compartir el mismo cuerpo, no pueden sumarse para dar cero en un mismo sistema.
Explica con un ejemplo propio la tercera ley de Newton.
Al saltar, los pies empujan la Tierra hacia abajo (acción) y la Tierra empuja el cuerpo hacia arriba (reacción), lo que permite despegar del suelo. Las dos fuerzas son iguales en magnitud y opuestas en sentido.
Temas y conceptos clave
Preguntas que la gente también hace
¿Qué dice la segunda ley de Newton y cuál es su fórmula?
¿Qué significa que a toda acción corresponde una reacción?
¿Por qué la fuerza de acción y la de reacción no se cancelan?
- • Concepto de fuerza
- • Unidades de masa y aceleración
- • Vectores: dirección y sentido
📝 Transcripción de la página (texto seleccionable) 1769 caracteres
En la segunda ley, Newton describe, mediante una expresión, lo que sucede cuando la fuerza no es nula, la cual depende directamente de la masa del objeto:
F=m a
Donde \begin{aligned}\underset{F}{\rightrightarrows}\end{aligned} representa a la fuerza neta que actúa sobre el objeto, mientras que m es la masa del objeto, y la \Rsh es la aceleración que va a sufrir el objeto debido a la fuerza neta aplicada. Hay que notar que si la fuerza tiene una dirección y sentido determinados, la aceleración, en consecuencia, tendrá también iguales la dirección y el sentido.
Newton, además de su segunda ley, estableció una más, la cual está relacionada con la creación de fuerzas: "A toda fuerza de acción le corresponde una fuerza de reacción, en la misma dirección y magnitud, pero en sentido contrario".
Una fuerza de acción se puede interpretar como aquella que se aplica sobre un objeto con la intención de querer moverlo, mientras la de reacción es la fuerza que ejerce el objeto en respuesta a la de acción.
Al analizar esta ley, se puede decir que las fuerzas se crean en pares: siempre que se encuentre alguna fuerza actuando, existirá otra que seráde acción o de reacción. Algo importante a destacar es que la fuerza de acción y la de reacción actúan en cuerpos diferentes.
Algunas situaciones donde se ejemplifica la tercera ley de Newton son:
En el simple hecho de caminar: los pies empujan el suelo (fuerza de acción) y el suelo empuja a los pies (fuerza de reacción), y es eso lo que permite avanzar.
Cuando un nadador se impulsa hacia adelante a través del agua, la fuerza de acción de sus brazos al empujar el agua hacia atrás genera una fuerza de reacción opuesta que hace que el nadador se mueva hacia adelante.
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