Divulgación Tercera Ley de Newton

[Davalillo]

Hola. Me gustaría que me aclaraseis un concepto de fuerza, que no lo encuentro por ningún lado.

¿De dónde procede la fuerza de reacción de los objetos?

Me explico. Si yo empujo una mesa la fuerza de acción la realizo con los músculos, pero la mesa realiza una fuerza en dirección a mi mano de la misma intensidad y dirección y sentido contrario. ¿cómo lo hace? me refiero a nivel molecular.

He leído en algún sitio lo siguiente:

Todos los objetos están formados por átomos y, como sabemos, estos tienen en su corteza electrones, por lo tanto cuanto mi mano toca la mesa lo que se están tocando son los respectivos electrones.

Si yo hago fuerza estoy juntando los electrones de mi mano con la mesa y la fuerza de repulsión de los electrones empuja la mesa y mi mano con la misma intensidad, dirección y sentido contrario, hasta que esa fuerza vence la inercia de la mesa y esta se mueve.

¿Es la repulsión de los electrones lo que se entiende como fuerza de acción y reacción?

Si estoy equivocado ¿podríais explicarme como funciona a nivel molecular?

Si en la naturaleza solo hay 4 fuerzas y las nucleares no se manifiestan en la vida cotidiana, la gravedad es muy débil, y solo se aprecia en el peso, en todas las demás acciones se podrán explicar mediante la fuerza electromagnética ¿no?.

Un saludo y perdonar por la extensión.

[Alriga]

Re: Tercera Ley de Newton

… Todos los objetos están formados por átomos y, como sabemos, estos tienen en su corteza electrones, por lo tanto cuanto mi mano toca la mesa lo que se están tocando son los respectivos electrones ...

Bueno, los electrones de tu mano y los de la mesa no llegan a tocarse, lo que interacciona produciendo la fuerza, es el campo electromagnético de esos electrones

… Si yo hago fuerza estoy juntando los electrones de mi mano con la mesa y la fuerza de repulsión de los electrones empuja la mesa y mi mano con la misma intensidad, dirección y sentido contrario, hasta que esa fuerza vence la inercia de la mesa y esta se mueve …

De nuevo, lo que estás acercando es campos eléctromagnéticos y la repulsión es debida a la interacción de esos campos, sin necesidad de que los electrones “se toquen”
No has de vencer la “inercia” de la mesa, sino la fuerza de rozamiento estático entre las patas de la mesa y el suelo. Esa fuerza de rozamiento mesa-suelo tiene básicamente el mismo mecanismo de funcionamiento que la fuerza mano-mesa

… ¿Es la repulsión de los electrones lo que se entiende como fuerzas de acción y reacción? …

Básicamente sí, con las salvedades explicadas

… Si en la naturaleza solo hay 4 fuerzas y las nucleares no se manifiestan en la vida cotidiana, la gravedad es muy débil, y solo se aprecia en el peso, en todas las demás acciones se podrán explicar mediante la fuerza electromagnética ¿no? …

Sí básicamente, en la vida cotidiana la interacción débil solo la vemos manifestarse libremente en la radiactividad y la nuclear fuerte en los reactores de fisión y cuando se detonan armas de fusión nuclear.

Saludos.

[skynet]

Re: Tercera Ley de Newton

Si yo hago fuerza estoy juntando los electrones de mi mano con la mesa y la fuerza de repulsión de los electrones empuja la mesa y mi mano con la misma intensidad, dirección y sentido contrario, hasta que esa fuerza vence la inercia de la mesa y esta se mueve.

¿Es la repulsión de los electrones lo que se entiende como fuerza de acción y reacción?

....exactamente.

Si en la naturaleza solo hay 4 fuerzas y las nucleares no se manifiestan en la vida cotidiana, la gravedad es muy débil, y solo se aprecia en el peso, en todas las demás acciones se podrán explicar mediante la fuerza electromagnética ¿no?.

sí, con la fuerza gravitatoria y la electromagnética puedes explicarlo todo excepto la estabilidad del núcleo atómico.

[Davalillo]

Re: Tercera Ley de Newton

Muchas gracias a los dos por las respuestas.

parece mentira que cuando se explica esa ley no se diga nada de la razón última por la que sucede; yo no he podido encontrarlo en ninguna página y he preguntado y todos me dicen que no saben por qué se produce la fuerza de reacción.

no sería mejor que cuando se explica la tercera ley se diría "las fuerzas de acción y reacción se producen por la repulsión del campo electromagnético de los electrones", yo pienso que así se. Entendería mucho mejor.

os agradezco vuestro interés por mi pregunta.

un saludo.

[carroza]

Re: Tercera Ley de Newton

Hola.
Lo que dices no es correcto. Aunque no hubiera electrones ni interaccion electromagnetica habría fuerza de acción y reacción.

El principio de acción y reacción es una consecuencia de la conservación del momento lineal del sistema completo.
Si A ejerce una fuerza sobre B, entonces B debe ejercer la misma fuerza sobre A. Esto es necesario para que el momento de A + B se conserve, en ausencia de fuerzas externas.

Saludos.

[Davalillo]

Re: Tercera Ley de Newton

[FONT=Times New Roman][/FONT][FONT=Times New Roman]Hola carroza, te agradezco la respuesta, pero me he quedadoque no entiendo nada.[/FONT]
[FONT=Times New Roman][/FONT][FONT=Times New Roman][/FONT]
[FONT=Times New Roman][/FONT][FONT=Times New Roman]¿Todo lo que digo es incorrecto?[/FONT]
[FONT=Times New Roman][/FONT][FONT=Times New Roman][/FONT]
[FONT=Times New Roman][/FONT][FONT=Times New Roman]Si empujo una mesa, si un objeto está encima de ella, etc,¿no tiene nada que ver la interacción del campo electromagnético?[/FONT]
[FONT=Times New Roman][/FONT][FONT=Times New Roman][/FONT]
[FONT=Times New Roman][/FONT][FONT=Times New Roman]Me comentas que es por la “conservación del momento lineal”,pero el momento lineal es cuando hay movimiento ¿no? ¿y si no lo hay? Por ejemplouna caja encima de la mesa. [/FONT]
[FONT=Times New Roman][/FONT][FONT=Times New Roman][/FONT]
[FONT=Times New Roman][/FONT][FONT=Times New Roman]Si empujo una pared ¿de qué forma hace fuerza contra mí?[/FONT]
[FONT=Times New Roman][/FONT][FONT=Times New Roman][/FONT]
[FONT=Times New Roman][/FONT][FONT=Times New Roman]¿Me lo puedes explicar con detalle?[/FONT]
[FONT=Times New Roman][/FONT][FONT=Times New Roman][/FONT]
[FONT=Times New Roman][/FONT][FONT=Times New Roman]Como habrás notado no tengo muchos conocimientos de física yeste concepto me está costando entenderlo, pues no comprendo como un objetopuede hacer una fuerza contra otro, si esta no es por el campo electromagnético.[/FONT]
[FONT=Times New Roman][/FONT][FONT=Times New Roman][/FONT]
[FONT=Times New Roman][/FONT][FONT=Times New Roman]De todas formas si solo hay 4 fuerzas en la naturaleza, ¿nose pude explicar todos los movimientos cotidianos (agarrar, empujar, etc)mediante la fuerza electromagnética, que es la única, junto con la fuerza degravedad, que notamos en la vida cotidiana?[/FONT]
[FONT=Times New Roman][/FONT][FONT=Times New Roman][/FONT]
[FONT=Times New Roman][/FONT][FONT=Times New Roman]Deduzco que las respuestas dadas en los dos comentariosanteriores son erróneas.[/FONT]
[FONT=Times New Roman][/FONT][FONT=Times New Roman][/FONT]
[FONT=Times New Roman][/FONT][FONT=Times New Roman]Muchas gracias por todo y perdona por la insistencia.[/FONT]
[FONT=Times New Roman][/FONT][FONT=Times New Roman][/FONT]
[FONT=Times New Roman][/FONT][FONT=Times New Roman]Un saludo.[/FONT]
[FONT=Times New Roman][/FONT]

[carroza]

Re: Tercera Ley de Newton

"las fuerzas de acción y reacción se producen por la repulsión del campo electromagnético de los electrones"

Esto no es correcto. Entre dos agujeros negros que giran uno en torno a otro hay fuerzas de acción y reacción pero no hay electrones ni campo electromagnético.

Debes tener en cuenta que el concepto de "Fuerza" que hace un objeto A sobre otro objeto B, es una descripción particular, en mecánica Newtoniana, de un concepto más general que es el de la interacción entre A y B.

La interacción entre A y B, sea del tipo que fuere, tiene una propiedad, que es la invariancia frente a traslaciones. Y eso lleva necesariamente a que el momento total del sistema A+B se conserva.

Si quieres describir la interacción en mecánica newtoniana, dirás que A ejerce una cierta fuerza sobre B, y que B ejerce otra fuerza sobre A. La unica forma de que estas dos fuerzas, arbitrarias en mecánica newtoniana, conserven el momento total del sistema, es que se cumpla el principio de acción y reacción.

Saludos

[skynet]

Re: Tercera Ley de Newton

Davadillo,

lo que dices es correcto desde el punto de vista de una descripción de la mecánica Newtoniana, con fuerzas actuando a distancia.

Pero la física moderna lo ve de forma distinta mediante interacciones, así por ejemplo la fuerza de gravedad es en realidad una interacción causada por la deformación del espacio-tiempo, prescindiendo del concepto de fuerzas a distancia, y en ese contexto, la tercera ley de Newton es sustituida por la ley de conservación de la cantidad de movimiento....es eso lo que te está diciendo carroza.

pero creo que lo que estabas buscando era la descripción Newtoniana, y desde ese punto de vista lo que dices es correcto....haciendo la observación de que la fuerza de reacción no tiene que ser necesariamente de naturaleza electromagnética, también puede ser gravitatoria, como indica carroza en su mensaje.

[pod]

Re: Tercera Ley de Newton

Si me permitís meter baza...

¿Todo lo que digo es incorrecto?

Si empujo una mesa, si un objeto está encima de ella, etc,¿no tiene nada que ver la interacción del campo electromagnético?

(...)

Si empujo una pared ¿de qué forma hace fuerza contra mí?

Es cierto que en estos casos concretos que estas proponiendo, las fuerzas son de origen electromagnético. En ese sentido, tienes razón. Será así (casi) siempre que hables de contacto entre dos cuerpos.

Lo que dice (acertadamente) Carroza es que ese mecanismo no es suficiente para explicar todas las interacciones que ocurren en la naturaleza. Hay cuerpos que interaccionan mediante otros mecanismos no electromagnéticos y que también cumplen el principio de acción y reacción. La gravedad es el ejemplo más claro.

Básicamente, el principio de acción y reacción (y, más fundamentalmente la conservación del momento) es una ley fundamental de la naturaleza. Todas las interacciones tienen que cumplirla, no sólo las electromagnéticas. Así que no es correcto pensar que es únicamente debido a los electrones de tu mano. Tu mano es demasiado pequeña para tener un efecto gravitatorio, y a tamaño macroscópico es difícil que veas efecto de las interacciones nucleares; por eso tu experiencia personal se reduce a interacciones de contacto que son electromagnéticas. Pero eso no significa que sea todo lo que hay en la naturaleza.

Ni siquiera es necesario recurrir a la física moderna, la interacción gravitatoria clásica ya tiene fuerza de acción y reacción. Eso deja claro que no es algo puramente electromagnético. Por ejemplo, la Tierra atrae a la Luna (de eso hay evidencia porque la Luna no se va de la órbita), pero la Luna también atrae a la Tierra (las mareas son una consecuencia de ello).

Me comentas que es por la “conservación del momento lineal”,pero el momento lineal es cuando hay movimiento ¿no? ¿y si no lo hay? Por ejemplouna caja encima de la mesa.

La conservación del momento lineal significa que si dicho momento tiene un valor (total) en un instante de tiempo, entonces el mismo valor (total) debe permanecer constante en cualquier otro instante de tiempo. En situaciones donde no hay movimiento (relativo), entonces el momento lineal total es cero. Significa que tiene que seguir siendo cero.

Si tu empujas una caja encima de la mesa, y esta se pone a mover, significa que ha pasado de cero a tener algo de momento lineal. Eso no es un problema, lo que debe permanecer constante es el total: significa que tu mano (y por extensión, todo tu) adquieres un momento lineal negativo que compensa el de la caja.

Ahora bien, pensarás que eso no te pasa en tu experiencia cotidiana. Eso es porque estás sobre el suelo, con su fricción sobre tus pies, que te mantiene en el sitio e impide que te muevas hacia atrás (a no ser que le des muy fuerte). Ahí hay otro par de fuerzas: la fuerza que hacen tus pies sobre el suelo al intentar moverse hacia atrás, y la que el suelo hace sobre ti para mantenerte quieto. Como tu haces una fuerza sobre el suelo, este tiende a moverse hacia atrás. En realidad, se mueve todo el planeta. Ese momento lineal hacia atrás de todo el planeta es el que compensa el momento lineal que ha ganado la caja.

No obstante, el planeta es MUY grande. Así que, aunque gane un poco de momento lineal, el cambio en su velocidad será muy pequeño, insignificante. Por eso no lo notas y te parece que la caja se ha movido hacia adelante sin que nada se mueva hacia atrás. Pero no es cierto.

Imagínate este mismo experimento pero quitando la fricción con el suelo (por ejemplo, sobre hielo) y con fuerzas mucho más grandes que empujar una caja (por ejemplo, disparar una arma de fuego fogueo). En este caso, la ausencia de fricción con el suelo impedirá que la Tierra absorba el cambio en tu momento lineal, y por lo tanto te irás para atrás.

[Davalillo]

Re: Tercera Ley de Newton

Muchas gracias a todos.

Sí, efectivamente, con la interacción gravitatoria también hay acción y reacción, pero yo me refería a todos los demás casos en los cuales no se tiene en cuenta la gravedad (casos especificados en otra respuesta) en los cuales, como decís, sí es la fuerza electromagnética la responsable; me refiero a los casos en que hay contacto.

Cuando me refiero al momento lineal de una caja encima de una mesa, si no tiene movimiento (relativo) el momento es 0, pero aún así, en este caso, sí hay una fuerza de reacción de la mesa sobre la caja y esta es la que yo me refiero que se debe a la repulsión del campo electromagnético de los electrones.

En conclusión, si hay contacto la interacción será de origen electromagnético, si no será de otro origen como la gravedad.

Un saludo a todos y perdonar por la insistencia, es un concepto un poco "liado", por lo menos para los que no tenemos muchos conocimientos de física.

[Alriga]

Re: Tercera Ley de Newton

... estás sobre el suelo, con su fricción sobre tus pies, que te mantiene en el sitio e impide que te muevas hacia atrás (a no ser que le des muy fuerte). Ahí hay otro par de fuerzas: la fuerza que hacen tus pies sobre el suelo al intentar moverse hacia atrás, y la que el suelo hace sobre ti para mantenerte quieto. Como tu haces una fuerza sobre el suelo, este tiende a moverse hacia atrás. En realidad, se mueve todo el planeta. Ese momento lineal hacia atrás de todo el planeta es el que compensa el momento lineal que ha ganado la caja. No obstante, el planeta es MUY grande. Así que, aunque gane un poco de momento lineal, el cambio en su velocidad será muy pequeño, insignificante. Por eso no lo notas y te parece que la caja se ha movido hacia adelante sin que nada se mueva hacia atrás. Pero no es cierto ...

Davalillo, sobre esto que te explica pod, escribí hace tiempo un post que tal vez te pueda interesar consultar, aquí: Vuelo de un avión

Saludos.

[ignorante]

Re: Tercera Ley de Newton

Hola. Me gustaría que me aclaraseis un concepto de fuerza, que no lo encuentro por ningún lado.

¿De dónde procede la fuerza de reacción de los objetos?

Me explico. Si yo empujo una mesa la fuerza de acción la realizo con los músculos, pero la mesa realiza una fuerza en dirección a mi mano de la misma intensidad y dirección y sentido contrario. ¿cómo lo hace? me refiero a nivel molecular.

Hola. A mí me parece que no se ha captado el meollo de la aguda pregunta de Davalillo. Yo la veo así: Si aplico una fuerza a un objeto, soy un “agente activo”; si a la vez, el objeto me ejerce una fuerza de reacción, ¿cómo puede el objeto también ser un “agente activo”?

Por ejemplo, supongamos que yo me encuentro “flotando” en un espacio alejado de la Tierra y de cualquier otro cuerpo, totalmente libre de fuerzas (caso ideal, claro), y arrojo una pelota hacia “la derecha”. Ejerzo una fuerza F1 sobre la pelota, que la acelera hacia “la derecha”. Pero en consecuencia, la pelota me ejerce también una fuerza de reacción F2 hacia “la izquierda”; provocándome una aceleración hacia “la izquierda”

En la fuerza F1 yo soy el agente activo por medio de una fuerza de tipo repulsión electromagnética. Pero en el caso de la fuerza F2, ¿”quién” es el agente activo y qué tipo de fuerza ejerce? A pesar de las explicaciones dadas, me parece que este asuntillo todavía no se ha aclarado lo suficiente, ¿o me equivoco?

[skynet]

Re: Tercera Ley de Newton

ignorante, en el ejemplo que indicas, tú ejerces una fuerza sobre la pelota y la pelota ejerce una fuerza sobre ti y estas fuerzas son iguales y opuestas, y ambas son de naturaleza electromagnética (electrostática)...se produce por la interacción entre los electrones de las capas exteriores de los átomos de la superficie de tu mano y la superficie de la pelota.

el tema del "agente activo" ... depende de lo que quieras decir con eso .... en mi opinión, ese concepto es más psicológico que real y creo que perjudica la comprensión del problema.


si con agente activo te refieres a quien ejerce la fuerza, entonces está claro: F1 la ejerces tú y F2 la ejerce la pelota


si con agente activo te refieres a quien pone la energía necesaria para que se muevan la pelota y tú....pues eres tú el agente activo...


....si tú pones dos electrones uno cercano a otro y los sueltas, éstos se repelen porque se ejercen mutuamente fuerzas de repulsión electromagnéticas (electrostáticas)....y es evidente que los dos electrones son iguales, no hay activo ni pasivo...te recomiendo que olvides el concepto de agente activo.

también tienes el ejemplo de La Tierra y La Luna, las fuerzas son de atracción gravitatoria, iguales y opuestas....y no hay "agente activo"

[Davalillo]

Re: Tercera Ley de Newton

Efectivamente, Ignorante, has captado perfectamente mi pregunta.

- - - Actualizado - - -

Gracias por la respuesta Skynet; efectivamente es la idea con la que me había quedado (interacción entre el campo electromagnético de los electrones)

[carroza]

Re: Tercera Ley de Newton

Hola.

Me da la impresión que la cosa no ha quedado tan clara como nos gustaría. Os propongo un pequeño ejercicio para fijar ideas.

1) Dejo caer una pelota desde una cierta altura. Mientras la pelota cae, y antes de que toque el suelo, actua sobre la pelota la fuerza de la gravedad. ¿Cual es la fuerza de reacción en este caso?

2) La pelota llega al suelo y rebota. En el instante del rebote, ¿Cuales son las fuerzas que actúan sobre la pelota, y cuales son las fuerzas de reacción correspondientes?

Un saludo