Para muchos científicos, Isaac Newton ha sido el más grande científico de todos los tiempos. Una de sus más grandes contribuciones fue expresar el comportamiento físico de la naturaleza en forma de leyes.

Antecedentes

Tales de Mileto ya había hecho grandes aportaciones a las matemáticas y a la astronomía. Muchos siglos después, Galileo Galilei observó tanto el movimiento de los astros como el de los objetos aquí en la Tierra. Mediante la experimentación descubrió que la velocidad con la que un objeto cae no depende de su peso, y también describió cómo la tierra gira alrededor del sol, y no al revés.  Luego, Johannes Kepler hizo una descripción matemática muy precisa acerca de las órbitas de los planetas

Ley de la Gravitación Universal

El gran mérito de Newton fue tomar los conocimientos de Galileo y Kepler, y a partir de sus discusiones con Hyugens, Leibniz, Halley  y, sobre todo, Robert Hooke, formular leyes que explican tanto el movimiento de los astros como los movimientos de cualquier otro objeto, y, de paso, la mecánica de las máquinas. Todo empezó porque Hooke le solicitó que usara sus habilidades matemáticas para explicar la forma de las órbitas de los astros, por ejemplo, la de la Luna alrededor de la Tierra.

Newton contaba cómo, un día, sentado en el campo y pensando en el problema que Hooke le había planteado, vio caer una manzana. Se preguntó:  ¿por qué la manzana no se va para arriba, o de ladito? ¿Será que la misma fuerza que jala a la manzana es la que mantiene a la luna en su órbita? Esa es la famosa Ley de la Gravitación Universal, que veremos un poco más adelante.

Leyes del movimiento

Pero primero, veamos las tres leyes del movimiento de Newton.

1. Primera ley de Newton o Ley de la inercia. Todo cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas impresas sobre él.
   Esto significa que si un objeto está quieto, seguirá quieto… a menos que una fuerza actúe sobre él. O que si el objeto está en movimiento seguirá moviéndose en línea recta, a menos que una fuerza externa desvíe su trayectoria. Por ejemplo: si empujas un cochecito, este avanza en línea recta por un momento, pero se acaba deteniendo porque hay una fuerza que lo empuja hacia abajo y crea una fricción que lo frena. ¿Y las trayectorias curvadas? Es algo similar: por ejemplo: si imprimes una fuerza a una pelota, pero está amarrada a un cordel, hay una fuerza que arroja a la pelota hacia afuera, y otra que la mantiene cerca de tu mano. En vez de seguir una línea recta, la pelota sigue una órbita circular. Algo similar ocurre con la órbita de la Luna: la tierra debe ejercer una fuerza de atracción. Si el cordel se rompiese, la pelota saldría volando en línea recta. Lo mismo pasaría con la Luna si de repente la tierra desapareciera.

2. Segunda ley de Newton o Ley fundamental de la dinámica. El cambio de movimiento es directamente proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime.
   En términos simples: mientras mayor sea la fuerza que se le imprime un objeto, mayor será la aceleración.
   Imagina un auto que viene en esta dirección. Trazaría este vector. Si un auto con la mitad de su fuerza lo empujara en esta dirección, (y suponiendo que el choque fuera elástico) su trayectoria se desviaría así. Si actuara un tercer auto, esta vez con más fuerza, el vector sería este. En resumen: la trayectoria es el resultado de la magnitud de todas las fuerzas que operan en el objeto. Se expresa en la fórmula: fuerza es igual a masa por aceleración. 

3. Tercera ley de Newton o Principio de la Acción y reacción. A cada acción siempre se opone una reacción igual pero de sentido contrario. Es decir, si empujas algo, ese algo te empuja a tí. Imagina que tú y un amigo tuyo que pesa lo mismo que tú van en patines (lo que reduce la fricción). Si imprimes una fuerza en él, no sólo él se moverá, sino tú también.  La fuerza produce aceleraciones diferentes, según las masas de los cuerpos. Si tu amigo es mucho más pesado que tú ¿adivina quién se moverá más? A este motociclista le hubiera sido útil conocer acerca de la tercera ley de Newton ¡Auch!

Es claro que las leyes aplican a los objetos que se tocan, jalan y empujan entre ellos. ¿Cómo se aplican a manzanas y planetas, que están separados? Bueno, pues Newton decidió que la gravedad era también una fuerza, sólo que esta actuaba a distancia. Y su comportamiento se puede describir con la Ley de la Gravitación Universal, que dice que: “la fuerza que ejerce una partícula puntual sobre otra es directamente proporcional al producto de las masas, e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa” O sea: mientras más masa tenga un cuerpo, más atraerá a otros. Y mientras más lejos estén, menos los atraerán.

La combinación de estas cuatro leyes ha permitido desde la construcción de toda clase de máquinas, hasta la predicción de la llegada de cometas e incluso ha permitido construir vehículos que han llevado humanos a la Luna. 

Después, Albert Einstein encontraría las limitaciones de estas leyes y propondría una nueva manera de entender, entre otras cosas, la gravedad. Pero las teorías de Einstein no serían posibles sin las leyes de Newton. Porque, como el mismo Newton decía: “Si he logrado ver más lejos, ha sido porque he subido a hombros de gigantes.”

¡CuriosaMente!