Las leyes de Newton son la base de la dinámica y aparecen en física de diversificado, en la universidad y en exámenes de admisión. Explican por qué las cosas se mueven, se detienen o cambian de dirección. En esta guía tienes las leyes de Newton explicadas con situaciones que vives a diario en Guatemala, ejercicios resueltos y los errores más comunes.
Primera ley de Newton: inercia
Enunciado: un cuerpo en reposo permanece en reposo y un cuerpo en movimiento sigue moviéndose en línea recta con velocidad constante, a menos que una fuerza neta actúe sobre él.
Ejemplo: cuando el bus frena de golpe, tu cuerpo sigue hacia adelante. No es que «algo te empuje»: tu cuerpo tiende a conservar el movimiento que traía. Por eso usamos cinturón de seguridad. Lo contrario pasa cuando el bus arranca: sientes que te vas hacia atrás porque tu cuerpo tiende a quedarse en reposo.
La inercia depende de la masa: es más difícil detener un camión que una bicicleta a la misma velocidad.
Segunda ley de Newton: F = ma
Enunciado: la fuerza neta sobre un cuerpo es igual a su masa por su aceleración: F = m · a. La fuerza se mide en newtons (N), la masa en kilogramos (kg) y la aceleración en m/s². Un newton es la fuerza que acelera 1 kg a 1 m/s².
Ejemplo: empujar una carretilla vacía en el mercado es fácil; llena de verduras, necesitas mucha más fuerza para lograr la misma aceleración. Más masa, más fuerza.
El peso también es una fuerza
El peso es la fuerza con que la Tierra atrae un cuerpo: P = m · g, con g ≈ 9.8 m/s². Una persona de 50 kg pesa 50 × 9.8 = 490 N. En la vida diaria decimos «peso 50 kilos», pero en física eso es la masa.
Tercera ley de Newton: acción y reacción
Enunciado: si un cuerpo A ejerce una fuerza sobre un cuerpo B, B ejerce sobre A una fuerza de igual magnitud y dirección opuesta.
Ejemplos: al caminar, empujas el piso hacia atrás y el piso te empuja hacia adelante. Al remar en el lago de Atitlán, el remo empuja el agua hacia atrás y el agua empuja la lancha hacia adelante. Un cohete expulsa gases hacia abajo y los gases lo empujan hacia arriba.
Importante: acción y reacción actúan sobre cuerpos distintos, por eso no se anulan entre sí.
Ejercicios resueltos de las leyes de Newton
Ejercicio 1: fuerza del motor
Un pickup de 1500 kg acelera a 2 m/s². ¿Qué fuerza neta actúa sobre él?
F = m · a = 1500 × 2 = 3000 N.
Ejercicio 2: con fricción
Empujas una caja de 120 kg con una fuerza de 600 N. La fricción con el piso es de 120 N. ¿Cuál es la aceleración?
- Fuerza neta: 600 − 120 = 480 N.
- a = F/m = 480/120 = 4 m/s².
Error común: usar 600 N directamente y obtener 5 m/s². La segunda ley usa la fuerza neta.
Ejercicio 3: encontrar la masa
Una fuerza neta de 2000 N produce una aceleración de 0.5 m/s². ¿Cuál es la masa?
m = F/a = 2000/0.5 = 4000 kg.
Ejercicio 4: frenado de un bus
Un bus de 10 000 kg va a 15 m/s y los frenos aplican una fuerza de 30 000 N. ¿Cuánto tarda en detenerse?
- a = F/m = 30 000/10 000 = 3 m/s² (desaceleración).
- t = Δv/a = 15/3 = 5 s.
Este ejercicio une dinámica con cinemática. Si necesitas repasar las fórmulas de movimiento, revisa nuestra guía de cinemática para diversificado.
Errores comunes en los exámenes
- Confundir masa y peso. La masa se mide en kg; el peso, en N.
- No usar la fuerza neta. Hay que sumar fuerzas a favor y restar las que se oponen.
- Olvidar las unidades. Convierte gramos a kilogramos y km/h a m/s antes de calcular.
- Pensar que acción y reacción se cancelan. Actúan sobre cuerpos diferentes.
- Creer que sin fuerza no hay movimiento. Sin fuerza neta, el cuerpo mantiene velocidad constante; no se detiene solo.
Consejos para resolver problemas de dinámica
- Dibuja el cuerpo y todas las fuerzas que actúan sobre él (diagrama de cuerpo libre).
- Elige una dirección positiva.
- Calcula la fuerza neta en esa dirección.
- Aplica F = m · a y despeja lo que te piden.
- Revisa que el resultado tenga sentido y la unidad correcta.
Para desarrollar este hábito, lee cómo resolver problemas de física sin memorizar.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la diferencia entre la primera y la segunda ley?
La primera describe qué pasa cuando no hay fuerza neta (el movimiento no cambia). La segunda dice cuánto cambia el movimiento cuando sí hay fuerza neta.
¿Por qué se usa g = 9.8 m/s²?
Es el valor aproximado de la aceleración de la gravedad cerca de la superficie terrestre. Algunos profesores usan 10 m/s² para simplificar; sigue la indicación de tu curso.
¿Las leyes de Newton vienen en exámenes de admisión?
Es común que aparezcan en exámenes de física para ingeniería y ciencias. Mira nuestra guía de física para ingeniería.
¿Cómo practico más ejercicios?
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