Hace más de tres siglos, el hombre considerado por algunos estudiosos como la persona más inteligente de la historia, escribió un documento que vino a revolucionar para siempre la historia de la ciencia. Titulado ‘Philosophiæ naturalis principia mathematica’, contiene la piedra angular de la mecánica clásica, en él se estipulan las tres Leyes de Newton gracias a las cuales, podemos comprender el movimiento de los cuerpos y su comportamiento.
Isaac Newton junto con Galileo Galilei, sentaron las bases matemáticas para lo que hoy conocemos como mecánica clásica o física clásica. Newton estipuló un primer acercamiento para comprender la unidad de medida con la que podemos cuantificar los cuerpos y que llamaría ‘masa’, que en este marco teórico debe ser entendida como la cantidad de materia de un objeto. Un concepto que cambió la forma en la que se comprenden las interacciones de la realidad, pues gracias a este es posible entender el comportamiento de los objetos.
La siguiente premisa que Newton nos enseña es que la cantidad de movimiento de los objetos, depende intrínsecamente de la cantidad de materia que poseen. Por lo tanto la dosis de movimiento que experimentan es el producto de la masa por la velocidad. Pero además también nos introduce a un concepto que viene a cambiar la ciencia para siempre, el de fuerza. Según Newton las fuerzas están estrechamente relacionadas con el movimiento, pues son las causantes y también las resultantes de este.
Acorde con estas premisas, existen leyes principales que dictan la interacción de los cuerpos en nuestra realidad y que son las más importantes de toda la mecánica clásica. En total son tres y podrían describirse brevemente de la siguiente manera: la ley de inercia, la relación entre fuerza y aceleración y quizá la más conocida de todas, la ley de acción y reacción.
¿Cuáles son las Leyes de Newton?
Primera ley de Newton (ley de inercia)
Newton analiza un hecho de lo más cotidiano y lo transforma con gran genialidad en la primera ley de la mecánica clásica. Mejor conocida como ley de inercia, esta nos habla del origen del movimiento, es decir, cómo es que un cuerpo comienza a experimentar movimiento.
Escrito en latín en su magistral ‘Philosophiæ naturalis principia mathematica’, Newton nos dice que “todo cuerpo continúa en su estado de reposo o movimiento uniforme en línea recta, no muy lejos de las fuerzas impresas a cambiar su posición”.
Con esto nos dice que un cuerpo no puede cambiar de estado por sí sólo, sino que requiere de una fuerza para cambiar su estado de reposo o bien, de movimiento rectilíneo uniforme. A menos que una fuerza se imprima en dicho objeto, no sucederá ningún cambio por sí sólo.
Aunque podría parecer una premisa bastante obvia, su valor yace detrás del poder de análisis que nos acerca hacia grandes suposiciones. Gracias a esta ley, Newton fue capaz de comprender que si la Luna no salía disparada en línea recta de posición tangencial a su órbita, era porque otra fuerza estaba actuando sobre ella. Así comprendió que esta fuerza que desviaba constantemente el camino de la Luna hasta convertirla en una órbita sempiterna era la gravedad y gracias la tercera Ley de Kepler, logró demostrar matemáticamente que dicha fuerza era la misma que hacia caer las manzanas en la Tierra.
Segunda ley de Newton (ley fundamental de la dinámica)
El orden que puede percibirse en las leyes de Newton es de una belleza científica que pocos logran apreciar. Es decir, primero nos explica el origen de las interacciones de los cuerpos, concepto que conocemos como movimiento y ahora en su segunda ley, nos describe la naturaleza de dicha acción. Con ella nos muestra el resultado de aplicar fuerza a un objeto para causar su movimiento.
Newton nos dice que “el cambio de movimiento es directamente proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime”.
De esta segunda ley se desprende la fórmula quizá más conocida y memorable del físico inglés que nos describe que la aceleración que un cuerpo experimenta, es directamente proporcional a la fuerza que recibe, que traducido matemáticamente se vería así: F=m x a
Tercera ley de Newton (principio de acción – reacción)
Esta ley ha destacado de entre todas gracias a su composición que raya en lo poético y funciona como una especie de reflexión sobre la vida. No obstante, en ciencia su aplicación es de suma importancia para describir el movimiento de los cuerpos.
“Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria: quiere decir que las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentido opuesto”.
Este último principio completa el rompecabezas del sistema newtoniano y lo convierte en un conjunto lógico completo que nos ayuda a comprender las interacciones de los objetos y el comportamiento de sus movimientos. Estas tres leyes han llevado a los científicos a descubrir grandes cosas, como las fuerzas ejercidas entre la Tierra y la Luna, y además, poner en fórmulas matemáticas prácticamente el comportamiento de todo lo que nos rodea. Pese a que las Leyes de Newton fueron escritas hace más de tres siglos, siguen estando vigentes en la mecánica clásica, aunque no así en la mecánica cuántica y otras ciencias.
