Acción y reacción. Conservación del momento

La aportación conceptual más novedosa de la mecánica newtoniana a las ciencias físicas fue el principio de acción y reacción. Esta idea, que no ha perdido actualidad con el progreso científico, permitió avanzar hacia modelos globales basados en principios de conservación de las entidades físicas esenciales.

Principio de acción y reacción

La ley de acción y reacción enunciada por Isaac Newton se aplica a parejas de objetos materiales que interaccionan entre sí y se formula diciendo que si un cuerpo A ejerce una fuerza sobre un cuerpo B, este segundo ejerce a su vez sobre A una fuerza igual y de sentido contrario a la anterior.

Los cuerpos A y B ejercen mutuamente fuerzas iguales y de sentido contrario entre sí.

Conviene advertir que estas fuerzas de acción y reacción nunca dan lugar a un equilibrio o compensación dinámica, ya que siempre actúan sobre cuerpos diferentes.

La ley de acción y reacción se expresa matemáticamente como:

Fuerza resultante

Cuando sobre un mismo cuerpo material actúan varias fuerzas simultáneas, se observa como efecto una única fuerza llamada resultante, que se calcula como la suma vectorial de todas las fuerzas individuales participantes.

En los cuerpos en reposo confluyen siempre conjuntos de fuerzas que se compensan mutuamente, con lo que la resultante final es nula.

Resultante de un conjunto de fuerzas, obtenida como una suma vectorial.

Fuerzas impulsivas

En la mecánica de Newton se llama fuerza impulsiva a la que se aplica sobre un cuerpo de masa m durante un breve periodo de tiempo Dt. En estas fuerzas se define una magnitud vectorial llamada impulso como el producto de la fuerza por el intervalo de tiempo transcurrido.

Cantidad de movimiento

Si a la definición de impulso de una fuerza se le aplica la ley fundamental de Newton para la dinámica (ver t5), se obtiene que:

De este modo, el impulso de una fuerza puede definirse como la variación de una cantidad igual al producto de la masa por la velocidad del cuerpo. Este producto se denomina cantidad de movimiento o momento lineal, y se expresa como:

Conservación de la cantidad de movimiento

La cantidad de movimiento es un concepto fundamental en la física moderna. En un sistema aislado, sobre el que no existen fuerzas externas aplicadas, la cantidad de movimiento total del sistema permanece constante, aunque puede transmitirse de unas partículas a otras dentro del mismo.

Este principio de conservación de la cantidad de movimiento o del momento lineal es una consecuencia directa de la ley de acción y reacción, y se expresa como:

Fuerzas que actúan sobre dos masas m y m

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