La segunda ley de Newton es una de las tres leyes del movimiento desarrolladas por el físico y matemático Sir Isaac Newton (1642-1727). Esta ley, junto con la ley de inercia y la ley del principio de acción y reacción las publicó en su obra maestra “Philosophiae naturalis principia mathematica” (Principios matemáticos de la filosofía natural).
Newton escribió la segunda ley en su obra Principia Mathematica de la siguiente forma:
“El cambio en el movimiento es proporcional a la fuerza impuesta; y está hecho en la dirección de la línea recta en que la fuerza está impuesta.”
Explicado de una forma más coloquial, la segunda ley de Newton indica que si aplicamos una fuerza sobre un objeto, el objeto experimentará una aceleración directamente proporcional a la fuerza. Es decir, la acción de empujar un objeto con una fuerza F implica que el estado de reposo o de movimiento del objeto varíe.
Fórmula de la segunda ley de Newton
Esto puede ser escrito en forma analítica como:
F=m·a
donde:
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F es la suma de las fuerzas netas que actúan sobre el objeto expresada en newtons.
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m es la masa expresada en kilogramos.
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a es la aceleración expresada en metros por segundo al cuadrado.
La masa de un elemento tiene una función de proporcionalidad entre la fuerza resultante ejercida sobre el elemento y su aceleración. Esto implica que, ejerciendo la misma fuerza sobre dos objetos con masas distintas, la aceleración del objeto será mayor en el que tenga menor masa. En realidad, la masa de un elemento genera una resistencia a la variación de su velocidad. Por este motivo, a veces a la masa se le llama masa inercial (resistencia al cambio).
En un objeto en movimiento, si el sentido de la fuerza es el mismo que el de la velocidad, el objeto se acelerará. Si por el contrario, la fuerza que se ejerce es en sentido contrario, el objeto se frenará.
Un caso particular de esta fórmula es cuando se aplica a la fuerza de la gravedad en la superficie de la Tierra. Un objeto cualquiera en caída libre en la superficie terrestre experimenta una aceleración de 9.8 m/s² sea independientemente de su masa. Este valor se obtiene de la ley de gravitación universal del propio Newton.
¿Cuál es la definición de fuerza?
Una fuerza es el elemento que causa que un objeto acelere.
La resultante de todas las fuerzas que se ejercen sobre un objeto tiene la misma dirección y sentido que la aceleración (que puede ser distinta de la velocidad). El módulo de las fuerzas resultantes es directamente proporcional al módulo de la aceleración según se establece en la fórmula de la segunda ley de Newton.
¿Cuál es la unidad de fuerza?
El newton es la unidad de fuerza en el sistema internacional de unidades que viene dado por el principio fundamental de la dinámica (2a ley de Newton) como:
1 N = 1 kg · m/s²
Si un objeto de masa un kilogramo tiene una aceleración de un metro por segundo cuadrado respecto a un sistema de referencia inercial, entonces la fuerza resultante ejercida sobre el objeto es un newton.