Lleis de Newton

Primera i segona lleis en llatí a l'edició original del 1687 de la Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica.

Les lleis del moviment o d'inèrcia de Newton, o simplement les lleis de Newton, són les lleis que Isaac Newton va formular, descrivint les causes i formes de moviment dels cossos i són la base de la mecànica clàssica. Newton va publicar aquestes lleis el 1687 a un treball de tres volums titulat Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, al tercer volum les va combinar amb la seva llei de la gravitació universal per tal d'explicar les llavors reconegudes lleis de Kepler sobre el moviment dels planetes.

Les tres lleis de Newton

Les tres lleis són les següents:

1ª Llei .-Principi de la inèrcia

Tot cos lliure, sobre el qual no actua cap força, manté el seu estat de moviment, ja sigui en repòs, o ja sigui en moviment rectilini uniforme. (També anomenada principi de Galileu.)

El principi d'inèrcia es compleix quan no actuen forces sobre un cos o quan les forces que actuen es contraresten entre elles. En aquests casos és quan diem que el cos està en equilibri. Segons el que diu aquesta llei podríem dir que l'efecte de les forces no és mantenir el moviment, com pensava Aristòtil, sinó modificar-lo, es a dir, accelerar-lo.

Una dificultat perquè el principi d'inèrcia s'aprovés va ser que els cossos a la terra no es mantenen mai indefinidament en moviment. Tots els mòbils perden la velocitat i s'acaben parant. Es va pensar que aquesta desacceleració podria estar provocada per falta d'una força. Però Galileu va raonar que era a causa d'una altre força que els frena. Aquestes forces son les anomenades forces de fregament, que si no fos per elles els cossos de la terra es mourien indefinidament.

2ª llei .-La llei fonamental de la dinàmica

Tot cos sobre el qual actua una força es mou de tal manera que la variació de la seva quantitat de moviment respecte el temps és igual a la força que produeix el moviment. S'expressa amb la fórmula següent:

$\vec F = m \vec a$

on m es la massa, $\vec F$ la força, i $\vec a$ l'acceleració. Les dues últimes són quantitats vectorials.

Si diverses forces actuen simultàniament sobre un cos, també podrem aplicar la fórmula fonamental de la dinàmica. En aquest cas la força que apareix en el primer membre serà resultant de totes les forces a les quals el cos esta sotmès.

La segona llei de Newton inclou el principi d'inèrcia.

3ª llei .-Llei d' acció i reacció

Sempre que un cos exerceix una força sobre un altre, aquest segon cos exerceix una força igual i de sentit contrari sobre el primer. Matemàticament es pot expressar de la següent manera:

$\vec F_{ij} = -\vec F_{ji}$

A més a més, aquestes dues forces es troben sobre la línia que uneix el centre de massa dels dos cossos. No hem d'oblidar que aquestes dues forces, tot i que tenen el mòdul i la direcció iguals i el sentit oposat, no es contraresten, ja que estan aplicades sobres cossos diferents.