domingo, 21 de diciembre de 2014

Leyes de Newton

En Áncora, La Nación. Domingo 21 de diciembre de 2014, página 8

Lo más permanente en el universo es el cambio, no solo en la naturaleza inanimada, sino y con más razón en los seres vivos. Todo lo que está vivo en el universo, nace de madres y padres similares, crece, se desarrolla, evoluciona, normalmente se reproduce y, al final muere. Los seres vivos somos organismos dinámicos, experimentamos las acciones o causas externas o internas y sufrimos cambios.
En 1 867 Isaac Newton publicó un libro en que estableció tres leyes para el movimiento. Con todo respeto para Newton y ustedes, voy a contarles mi versión de esas leyes, que podemos aplicar en cosas más cotidianas, no solo en el campo de la Física.

Primera Ley: Si ningún agente de cambio externo (y en este caso también interno), me afecta, entonces permaneceré sin cambio para siempre.
O si le parece: “Si no permite que nada le afecte, usted nunca cambiará”.

Para un objeto inanimado esto es simple, pero para un ser vivo no. Es difícil no reaccionar (sentir un cambio en nosotros), si no imposible, quizás solo si el agente modificador no es  muy fuerte (de efecto despreciable) y que nuestra capacidad para resistir el cambio sea suficientemente grande.
Los físicos llamamos inercia a la capacidad de un cuerpo para permanecer en su estado de movimiento. Así que si usted tiene la inercia apropiada para enfrentar el agente externo, no sufrirá ningún cambio. Desde luego, como en todo, hay máximos, mínimos y situaciones intermedias. Además, en los seres vivos, por instinto o inteligencia, podría intervenir la voluntad, el deseo o la intención de no cambiar. Por lo general manejamos inercias comparables, como en el caso de una discusión amistosa entre amigos, las colisiones de las bolas de billar, o las interacciones –bien intencionadas- entre jugadores de fútbol.

¿Y qué es lo que produce el cambio? Según Newton una “fuerza externa”, nosotros lo llamaremos de manera más general, “un agente de cambio”, que puede provenir de las interacciones con el exterior (los otros cuerpos que nos rodean), o con el interior de nuestro propio cuerpo. Inclusive hay un razonamiento recíproco: “Si observa cambios en el estado de un cuerpo, puede estar seguro que algún agente de cambio está actuando sobre él”.




Tercera Ley: No me puedes tocar sin que te toque.

Se aplica de manera simple y evidente al tipo de agente de cambio que llamamos “fuerzas de contacto”, como los tirones y empujones, el rozamiento y las que ocurren en colisiones de vehículos.
Aquí hay un resumen de las propiedades de las fuerzas:

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Todas son interacciones; no existe una única fuerza aislada sin su pareja. No hay maña, habilidad, efecto especial, que le permita tocar algo, sin que ese algo lo toque a usted. 

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Tienen la misma magnitud (tamaño); no hay preferencias, favoritismo o discriminación, no importa lo similar o diferente que sean los cuerpos.

-Tienen dirección opuesta (180° una respecto de la otra); por ejemplo si la fuerza del tráiler contra la motocicleta va hacia el norte, la que ejerce la motocicleta contra el tráiler va hacia el sur.

-Nunca se anulan entre sí; porque actúan sobre cuerpos diferentes; una es -la fuerza ejercida por el zapato sobre la bola- y otra -la ejercida por bola sobre el zapato-.

La igualdad de magnitud de las interacciones, no implica igualdad de consecuencias sobre los cuerpos, eso dependerá de su masa y consistencia.

En una colisión entre vehículos, puede haber negligencia, impericia, imprudencia y hasta mala voluntad, de algún lado, pero esos detalles legales no los resuelve la tercera ley. Sin embargo, con base a un análisis de la mecánica total del evento, que tome en cuenta, condiciones de los vehículos y el pavimento, límites de velocidad establecidos y/o comprobados, marcas en la carretera, posiciones finales e iniciales, estado de los conductores, etc., las leyes de Newton pueden asesorar a los jueces para encontrar un responsable legal.

Segunda Ley:El cambio que experimenta el cuerpo es inversamente proporcional a su inercia y directamente proporcional a la magnitud del agente de cambio aplicado y en la misma dirección que éste.

Esta es la situación en la que sí hay un agente de cambio, plenamente identificado. Por el recíproco de la primera ley, afirmamos que ya no seguimos en equilibrio; empeoramos o mejoramos y si algunos parámetros permanecen fijos, al menos uno cambiará.

El caso dinámico  es mucho más simple, la fuerza externa produce una aceleración. Los físicos decimos que hay aceleración si la velocidad (el vector v), cambia su magnitud, su dirección, o ambas propiedades.
Si conduce su carrito por una autopista recta, plana, horizontal y lisa y en vez de mantener los 70 km/h permitidos por las señales, los aumenta, o los disminuye, experimenta aceleración. También si toma una pista circular con una rapidez constante. Ni que se diga si conduce por una de esas carreteras con curvas, rectas, cuestas y bajadas, donde es imposible mantener magnitud y dirección de la velocidad constante.

La segunda ley nos dice cuánto es “el efecto”, si conocemos “la causa” y las características del cuerpo que la experimenta.
Con pocas excepciones, mientras mayor sea la causa, mayor será su efecto, y la dirección del efecto, va más o menos igual que la causa; si empujo el carrito hacia adelante, esperamos que adquiera velocidad (¡y aceleración!) hacia adelante. Por otro lado, mientras más grande o complejo sea el problema a resolver, o el cuerpo que hay que acelerar, mientras mayor sea su inercia, menor será el efecto que podrá causar un cierto agente de cambio (o fuerza).

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