Les lleis del moviment de Newton

Quan es vol calcular la trajectòria que seguirà una pilota de beisbol colpejada per un jugador, o la força que sofrirà un conductor al girar en un revolt, s’utilitzen les lleis del moviment de Newton.
Fora del món científic, popularment, Newton se’l coneix bàsicament per formular la llei de la gravetat, fent que moltes vegades es menyspreï el verdader treball d’un home inquisitiu que, tot i haver viscut fa quatre segles, va ser capaç de treure a la llum els misteris més foscos del món físic i mecànic.

Primera llei de Newton

La primera llei de Newton també es coneix com Principi d’Inèrcia, i diu que:

Tot cos es manté en equilibri mentre que no hi hagi una força que actuï sobre ell.

En el món en que ens movem, aquesta llei no és gaire aplicable als fets que estem acostumats a observar cada dia. El primer anunciat de Newton suposa que si xutem una pilota de futbol a una velocitat determinada, aquesta seguirà rodant a la mateixa velocitat durant un temps infinit, o simplement fins que l’univers s’extingeixi.
Com ja hem advertit, aquest succés –i qualsevol altre que es pugui suposar a l’enunciat- no ens és present al nostre planeta o, com seria en aquest cas, en un partit de futbol. No cal que un jugador rival aturi la pilota llençada per un futbolista de l’altra equip per a que aquesta acabi aturant-se, sinó que simplement acaba sent frenada pel propi camp. Doncs bé, aquí és on apareix l’element que el propi enunciat prohibeix; una força que actuï sobre el cos.
El propi terreny de joc és causant de que la pilota no rodi eternament, posat que la gespa fricciona la pilota al rosar amb aquesta, actuant com una força antagonista. No obstant, la pròpia atmosfera, és a dir l’aire, també causa fregament sobre la pilota fent-la aturar. Si més no, en la majoria dels casos, l’aire és el principal factor de que no s’acostumin a veure fets com els que predica l’enunciat de Newton.
L’expedició Apol·lo 15 va posar en pràctica aquest enunciat, deixant caure una martell i una ploma d’au en la Lluna, on no hi ha atmosfera, al mateix temps, i va observar com efectivament queien a la mateixa velocitat. D’aquí també se’n pot extreure que:

Dos cossos experimenten la mateixa acceleració al ser llençats, sempre i quan no hi hagi un element (en aquest cas una atmosfera) que suposi una disminució del ritme de velocitat d’algun d’aquest.

En aquest cas en particular, en el planeta Terra una martell cau abans que una ploma posat que aquesta darrera sofreix, degut a la seva forma, fregament amb l’aire.

Segona llei de Newton

La segona llei del moviment de Newton és aquella que estableix que:

Quan sobre un cos actua una força, el cos adquireix una acceleració directament proporcional a la força.

Aquest enunciat també es coneix com el Principi d’acció de les forces, on el producte entre la força i l’acceleració sempre és igual a la massa del cos. Aquesta igualtat s’expressa amb la fórmula:

On ‘F’ és la força, ‘a’ l’acceleració i ‘m’ la massa del cos. Si volguéssim aïllar la força, ens trobaríem amb que força és igual a massa per acceleració, expressió que es coneix com Principi fonamental de la dinàmica.  

Entre d’altres, la segona llei Newton també expressa que quan un cos rep una força, l’acceleració que sofrirà dependrà de la seva massa, on aquesta és una constant de proporcionalitat directa, fruit del quocient entre força acceleració. 

Si la força és X, l’acceleració serà Y, i el quocient del producte serà la massa. Tot i això, si la força és 2X, com que l’acceleració també serà doblada, és a dir, 2Y, el quocient del producte seguirà sent la massa (si més no, 2:2= 1, 3:3=1, 4:4=1, i així successivament). 

Tercera llei de Newton 

La tercera llei de Newton explica la raó per la qual un participant d’un concurs de llançament d’arc retrocedeix uns quants centímetres al disparar la fletxa. Aquest fet es pot explicar si tenim en compte que: 

Quan s’exerceix una força sobre un cos, aquest reacciona exercint una altra força a la mateixa direcció, però en sentit contrari. 

Doncs bé, bàsicament això és el que enuncia la tercera llei del moviment de Newton. Segons aquest principi, les forces mai actuen soles, sinó que quan un cos A exerceix una força sobre un altre B, apareix una força oposada que el cos B exerceix sobre el A. Per posar un exemple, quan empenyem una persona per l’esquena, nosaltres també retrocedim en la mateixa direcció, però en sentit contrari, és a dir, cap enrere. Les dues forces presents s’anomenen “acció” i “reacció”, respectivament. 

El llum exerceix una força sobre la taula on és recolzada a causa del seu propi pes (acció), i en conseqüència, la taula exerceix sobre el llum una altra força (reacció) de la mateixa direcció, en el mateix mòdul però en sentit contrari.