Objetivos de aprendizaje

Al finalizar esta sección, vas a poder:

  • Enunciar las tres leyes de Newton e identificar ejemplos de cada una.
  • Distinguir entre fuerzas balanceadas y no balanceadas.
  • Comprender el concepto de sistema y fuerzas internas vs. externas.

Fuerza y fuerza neta

Una fuerza es un empuje o tracción sobre un objeto. Es una magnitud vectorial.

La fuerza neta es la suma vectorial de todas las fuerzas que actúan sobre un objeto:

$$\vec{F}_{neta} = \sum \vec{F}$$

En el SI, la unidad de fuerza es el Newton (N):

$$1\ \text{N} = 1\ \text{kg} \cdot \text{m/s}^2$$

Un Newton es aproximadamente el peso de una manzana mediana. Una libra equivale a $\approx 4{,}5\ \text{N}$.

Primera Ley — Inercia

“Todo objeto mantiene su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme, a menos que una fuerza neta actúe sobre él.”

$$\vec{F}_{neta} = 0 \iff \vec{a} = 0$$

Si no hay fuerza neta → no hay cambio en el movimiento.

Equilibrio traslacional: situación en la que la fuerza neta sobre un sistema es cero y su velocidad no cambia.

Inercia: la resistencia de un objeto a cambiar su estado de movimiento. Es una propiedad de la masa — a mayor masa, mayor inercia. La inercia no es una fuerza.

Wile E. Coyote corriendo sobre el vacío
Wile E. Coyote corriendo sobre el vacío (Bigler pág. 281)

Segunda Ley — F = ma

“Una fuerza neta sobre un objeto produce una aceleración en la dirección de esa fuerza, proporcional a la fuerza e inversamente proporcional a la masa.”

$$\vec{F}_{neta} = m\,\vec{a} \qquad \text{o bien} \qquad a = \frac{F_{neta}}{m}$$

Si hay fuerza neta → hay aceleración. Si hay aceleración → había fuerza neta.

Peso: la fuerza gravitacional sobre un objeto de masa $m$:

$$F_g = m\,g \qquad g \approx 10\ \text{m/s}^2$$

Tercera Ley — Acción y reacción

“Para toda fuerza de acción, existe una fuerza de reacción igual en módulo, opuesta en dirección y del mismo tipo.”

$$F_{A \to B} = F_{B \to A}$$

Las fuerzas de acción y reacción actúan sobre objetos distintos — por eso no se cancelan.

Ejemplos:

  • Un cohete expulsa gases hacia atrás (acción) → los gases empujan el cohete hacia adelante (reacción).
  • Las alas de un avión desvían el aire hacia abajo (acción) → el aire empuja las alas hacia arriba — sustentación (reacción).
  • Si golpeás una pared y te rompés la mano, tu mano aplicó fuerza a la pared (acción) y la pared aplicó fuerza a tu mano (reacción).

Sistemas y fuerzas internas

Sistema: conjunto específico de objetos considerados juntos.

Entorno: todo lo que no pertenece al sistema.

Según la Segunda Ley, solo las fuerzas externas (del entorno sobre el sistema) pueden cambiar el movimiento del centro de masa del sistema.

Las fuerzas internas (entre objetos dentro del sistema) se cancelan entre sí por la Tercera Ley — no afectan el movimiento del sistema como un todo.

Un objeto no puede aplicarse una fuerza neta a sí mismo. “Jalarse de los propios cordones” es físicamente imposible.

Para pensar

  1. ¿Por qué es importante el cinturón de seguridad? Explicá en términos de la Primera Ley.
  2. Si las fuerzas de acción y reacción son siempre iguales y opuestas, ¿por qué un objeto puede acelerar?
  3. Cuando saltás hacia arriba, empujás la Tierra hacia abajo. ¿Por qué la Tierra no se mueve?

Adaptado de Jeff Bigler — Physics 1: Mechanics in Plain English, licencia CC BY-NC-SA 4.0. Traducción y adaptación: Prof. Ing. Luciano Lamaita, 2026.