Introducción Cuando estaba en la secundaria me preguntaba sobre esto. Se me ocurrió una explicación (incorrecta) de cómo, si las fuerzas se equilibran, el movimiento es posible de todos modos. La explicación no es necesaria ya que había entendido mal la tercera ley. Sería bueno si los maestros hubieran proporcionado la explicación correcta, pero el hecho de que cometí un error y tuve que corregirlo me dejó muy claro el significado de la tercera ley.
Bajo la impresión errónea de que la tercera ley implica que las fuerzas se cancelan, cada parte del universo sería estática. Veamos por qué esto no sucede.
Respuesta . La segunda ley se puede escribir F = ma donde F es la suma de las fuerzas sobre la masa m. La tercera ley dice que “Para cada acción de un cuerpo sobre otro hay una reacción igual, opuesta y colineal del segundo cuerpo sobre el primero”. Escrito en esta forma, está claro que la acción y la reacción están en diferentes cuerpos y, por lo tanto, aunque su suma es cero, no se cancelan en el término ‘F’ en la segunda ley.
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Aquí hay algunas observaciones adicionales sobre la tercera ley de Newton.
La segunda y la tercera ley son esenciales para la mecánica. Imagina un cuerpo hecho de partes. Las fuerzas externas son el resultado de la interacción con otros cuerpos. Las interacciones entre las partes son las fuerzas internas. Las fuerzas internas entran en acción y pares de reacción, por lo que las fuerzas internas suman cero. Es por eso que ‘F’ en la segunda ley es efectivamente la suma de las fuerzas externas.
Para ver más importancia para la tercera ley, piense en un cuerpo sin fuerzas externas. Supongamos que tiene dos partes. Si la tercera ley no tuviera la suma de su acción-reacción no sería cero y habría una fuerza neta en el cuerpo debido al desequilibrio. El cuerpo se aceleraría bajo su propia influencia. La tercera ley es esencial para la mecánica como descripción de la realidad (en el nivel clásico).
Ahora imagine que el par de acción y reacción anterior es igual y opuesto pero no colineal. Aunque suman cero, sus momentos no lo hacen, por lo que hay un momento neto y el cuerpo tendría una aceleración angular. Por supuesto, esto no sucede y es por eso que los pares de acción-reacción deben ser colineales: sin colinearidad, incluso iguales, pero las fuerzas opuestas tendrían un momento neto.
Sin la tercera ley de Newton no tendríamos conservación del momento ni del momento angular para sistemas aislados.
La tercera ley parece descomponerse por fenómenos electromagnéticos. Si dos cargas estáticas interactúan, las fuerzas eléctricas entre ellas son iguales y opuestas e inversamente proporcionales al cuadrado de la distancia entre ellas. Si una carga se mueve, experimenta cambios en el campo de la segunda carga inmediatamente. Sin embargo, dado que los efectos electromagnéticos se propagan, hay un retraso antes de que la segunda carga comience a “sentir” una fuerza cambiada. En este caso, el campo electromagnético tiene su propia interacción interna y existe un equilibrio microscópico: si un sistema de cargas y sus campos están aislados, el momento neto y el momento angular de las cargas y los campos son constantes.