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A primera vista parece como si la Primera Ley de Newton estuviera contenida en la
Segunda Ley de Newton. Pero esto no es cierto. La Primera Ley establece que, si sobre un cuerpo no actúa una fuerza neta, el cuerpo no estará acelerado. Esto no dice nada sobre la velocidad absoluta del cuerpo sino más bien que la velocidad del objeto no puede cambiar (aceleración) a menos que actúe una fuerza (neta) no equilibrada.
Pero la diferencia la marca el que la primera tiene que ver con marcos de referencia. Y
ésta es la información NO contenida en la Segunda Ley. Algunas veces a la Primera
Ley se la denomina la Ley de Inercia. De hecho define un conjunto de marcos de referencia en los que la
Primera Ley se cumple y que, por ello, son denominados marcos inerciales de referencia.
Puesto de otra forma, la Primera Ley de Newton establece que si la fuerza neta actuante sobre un objeto es cero, es posible encontrar un (conjunto) marco de referencia en el cual el objeto está sin aceleración.
Un disparador vertical de bolas se halla situado sobre un carro que se mueve sobre una vía con 5 animaciones diferentes
(posición en metros y tiempo en segundos). En cada animación, la bola es despedida verticalmente hacia arriba por el mecanismo disparador en el instante
t = 1 s.
Reinicio.
Consideremos primero la Animación 1. En ella el carro está estacionario. ¿Lo está realmente? Sabemos que no podemos decir si estamos en reposo o moviéndonos con velocidad uniforme (o en otras palabras, en un marco inercial). Destaquemos que si nos movemos (o estamos parados) respecto a la Tierra con velocidad constante consideramos que estamos en un marco inercial. ¿Cómo podemos decir entonces si estamos en movimiento? ¿Y qué ocurre con el carro? No podemos decir si hay movimiento en tanto que el movimiento relativo respecto a la Tierra pueda ser descrito por una velocidad constante. En la Animación 1 el carro podría estar parado. En este caso esperamos, y así lo vemos, que la bola aterrice en donde fue disparada. No obstante, si el carro estuviera moviéndose respecto a la Tierra y nosotros estuviéramos también moviéndonos con el carro (carro estacionario respecto a nosotros) observaríamos exactamente lo mismo para el movimiento del carro y de la bola.
¿Cómo parecería el movimiento del carro y de la bola si estuvieran moviéndose respecto a nuestro referencial (o si nosotros nos movemos respecto al referencial en el que el carro está en reposo)? Las Animaciones 2 y 3 muestran el movimiento desde diferentes referenciales.
¿Qué destacamos en ellas? Ambas animaciones recuerdan el movimiento de proyectiles. El movimiento de la bola se describe ahora, no como movimiento unidimensional, sino como movimiento en el plano. ¿Aterriza de nuevo la bola en el disparador? Por supuesto. No hay nada extraordinario en este suceso. Como no hay fuerzas en la dirección horizontal
(x), el movimiento de la bola (y del carro) debe ser de velocidad constante en dicha dirección. Por tanto, la bola y el
carro viajan sincronizados en la dirección x, con la misma velocidad horizontal.
Para más detalles sobre marcos de referencia, ver la Unidad
8.