El universo del no-equilibrio es un universo coherente
Ilya Prigogine
Vamos a hablar de la aplicación de la segunda ley de Newton en un problema de traslación de dos masas unidas por un cable inextensible a través de una polea sin masa. Recordando un poco de teoría, las leyes de Newton son tres.
La primera nos indica que si sobre un cuerpo no actúa fuerza alguna o la suma de todas las fuerzas actuantes sobre él son nulas, el cuerpo permanece en reposo o se mueve con velocidad constante; tomemos como ejemplo las fuerzas actuantes sobre nosotros mismos sentados en una silla o bien el movimiento de los planetas alrededor del sol.
La segunda ley nos indica que cuando lo que ocurre en la primera ley no se cumple, es decir, cuando las fuerzas aplicadas a un cuerpo no son nulas el cuerpo adquiere una aceleración que es proporcional a las fuerzas aplicadas a dicho cuerpo y la constante de proporción es la masa. F = m*a.
La tercera ley, denominada de acción-reacción, nos dice que si un cuerpo realiza una fuerza sobre otro este otro reacciona y realiza sobre el primero una fuerza igual y de sentido contrario a la anterior.
En nuestro problema aplicaremos la segunda y la tercera ley de Newton.
También nos preguntan sobre la energía cinética y la energía potencial además del trabajo debido al rozamiento. Recordando la teoría sobre energías, la energía cinética está relacionada con la velocidad de la forma siguiente. Ec = (1/2)*m*v^2. La energía potencial está relacionada con la posición de la partícula de la forma siguiente Ep = m*g*h. Además el trabajo de rozamiento se define a partir de la definición, valga la redundancia, de trabajo como Wr = Fr*e. Se cumple además el teorema de las fuerzas vivas y el teorema de la energía potencial. Además, por ser un campo no conservativo, se verifica que Wr = Ep1-Ep2 - (Ec2-Ec1), es decir el pricipio de conservación de la energía para campos no conservativos.
El enunciado del problema y su solución resulta ser de la forma siguiente:
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