Fuerzas, leyes de Newton y Ley de la Gravitación Universal

Este es el bloque de dinámica del temario de Física de la UNAM y el más productivo para practicar: casi cualquier problema de mecánica termina pidiendo identificar fuerzas, sumarlas y aplicar una ley. Lo comparten las cuatro áreas, así que el nivel esperado es el de bachillerato, con cálculos sencillos y mucho peso conceptual.

Qué debes dominar

• Qué hace una fuerza: deformar un cuerpo o cambiar su estado de movimiento, y cómo se mide.
• Carácter vectorial y superposición: componentes, dirección y fuerza resultante.
• Las tres leyes de Newton: inercia, F = m·a y acción-reacción, junto con la diferencia entre peso y masa.
• Equilibrio y torca: cuando la suma de fuerzas y la suma de torcas se anulan.
• Ley de Hooke: la fuerza de un resorte proporcional a su estiramiento.
• Gravitación universal: atracción entre masas y su relación con el movimiento de los planetas.

El hilo conductor es la fuerza neta: las primeras clases enseñan a calcularla y las siguientes a usarla para predecir el movimiento o el equilibrio.

Cómo practicarlo

Abundan los reactivos de situaciones cotidianas: un pasajero que se inclina al frenar el autobús, dos patinadores que se empujan, un objeto colgado de un resorte, una báscula en un elevador. Se pide nombrar la ley que explica el fenómeno o calcular una magnitud con una sola ecuación. Los problemas de gravitación suelen preguntar cómo cambia la fuerza al duplicar una masa o la distancia, lo que se resuelve razonando sobre proporciones sin necesidad de calculadora.

Errores comunes

• Confundir masa con peso, o dar el peso en kilogramos.
• Pensar que las fuerzas de acción y reacción se cancelan; actúan sobre cuerpos distintos.
• Creer que un cuerpo en movimiento necesita una fuerza neta para mantener su velocidad.
• Olvidar que, si se duplica la distancia, la fuerza gravitacional baja a la cuarta parte y no a la mitad.