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Este
cohete espacial funciona mediante el principio de acción-reacción
o tercera Ley de Newton. Al acelerar ejerce una gran fuerza
sobre los gases, los que a su vez, ejercerán otra igual
y contraria que lo hará despegar.
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Las leyes de
Newton
Newton,
el gran científico
Isaac
Newton nació en Inglaterra el 25 de diciembre de 1642 y es
considerado uno de los más grandes e importantes científicos
de la historia. Aportó a varios campos de la ciencia, sirviendo
de base a la mayor parte de avances científicos de la época.
Físico
y matemático, recibió el título de profesor
en 1668, dedicándose al estudio e investigación de
los últimos avances matemáticos; en 1966 desarrolló
lo que hoy conocemos como cálculo, un método
matemático muy novedoso.
Sin embargo, hay algo que dejó una profunda huella en la
historia de la física: los llamados principios o leyes de
Newton, que profundizaremos a continuación.
Los
principios de la mecánica
En
1665, cuando Newton tenía 23 años, comenzó
a desarrollar los principios de la mecánica, que terminaron
siendo la base teórica de todo el desarrollo de la física
dinámica (fuerza y movimiento) desde el siglo XVIII.
El
principio de inercia
Si
pensamos en todo lo que hacemos diariamente, no es difícil
entender que para mover un cuerpo debemos aplicar una fuerza, y
para detenerlo, también. La inercia es la resistencia
de un cuerpo en reposo al movimiento, o de un cuerpo en movimiento
a la aceleración, al retardo en su desplazamiento o a un
cambio de dirección del mismo. Para vencer la inercia debe
aplicarse una fuerza.
Un
ejemplo de inercia es cuando vamos en el auto y frenamos bruscamente;
entonces nuestro cuerpo tiende a irse hacia adelante. Por el contrario,
cuando el vehículo parte nos vamos hacia atrás. Esto
demuestra que todos los cuerpos que están en movimiento tienden
a seguir en movimiento; los cuerpos que están en reposo,
tienden a seguir en reposo. Esta es la primera Ley de Newton,
que se enuncia así: Todo cuerpo permanece en reposo
o se desplaza con movimiento rectilíneo uniforme, siempre
que no actúe sobre él una fuerza exterior que cambie
su estado.
Definición
de masa
En
un comienzo, Newton definió la masa como la cantidad
de materia de un cuerpo. Sin embargo, con el tiempo, esto quedó
mejor explicado como la medida de la inercia de un cuerpo;
es decir, la resistencia del cuerpo a cambiar su estado. Es importante
tener claro que a mayor masa, mayor inercia. Esto no tiene nada
que ver con el peso, ya que la masa es la medida de la inercia de
un cuerpo; por el contrario, el peso se refiere a la fuerza de gravedad
sobre un cuerpo y es igual al producto de su masa y la aceleración
de gravedad. El peso variará dependiendo del lugar donde
se encuentre, mientras que la masa será siempre constante.
Por
ejemplo, si tenemos dos automóviles iguales, y uno es tirado
por un hombre y el otro por un caballo (dos fuerzas distintas),
el segundo va a adquirir mayor aceleración, comprobando que
la aceleración es directamente proporcional a la fuerza:
a mayor fuerza, mayor aceleración.
Por
el contrario, si tenemos dos caballos iguales (igual fuerza), el
primero tira de un auto más pequeño que el segundo
(distintas masas), el primero adquirirá mayor aceleración,
concluyendo que la aceleración es inversamente proporcional
a la masa: a menor masa, mayor aceleración.
Esta
es la segunda Ley de Newton, que formalmente se enuncia así:
Cualquier variación del movimiento es proporcional
a la fuerza que la produce y tiene lugar en la dirección
en que dicha fuerza actúa, siendo el aumento o la disminución
de la velocidad proporcional a la misma.
Principio
de acción y reacción
La
tercera Ley del Movimiento de Newton es el principio de acción
y reacción. Este postula que a cada acción
corresponde una reacción igual y contraria. Es decir, si
un cuerpo A ejerce una acción sobre un cuerpo B, el cuerpo
B reacciona y ejerce una fuerza igual y contraria sobre el cuerpo
A.
Los
cohetes funcionan en base al mismo principio, ya que se aceleran
al ejercer una gran fuerza sobre los gases que expulsan. Estos gases
ejercen una fuerza igual y opuesta sobre el cohete, lo que finalmente
lo hace avanzar.
Cada
material, sin importar cuán duro sea, es elástico.
Esto hace que al ejercer una fuerza sobre él, este también
lo haga. Por ejemplo, si empujamos una mesa estamos ejerciendo una
fuerza sobre ella; si miramos nuestras manos, podremos ver qué
están deformadas por la fuerza y sentimos dolor. Eso quiere
decir que la mesa también ejerció una fuerza sobre
nuestras manos.
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