Segunda ley de Newton
La segunda ley de Newton establece que la fuerza neta sobre un cuerpo es igual a su masa por su aceleración (F = m·a).
La segunda ley de Newton, o ley fundamental de la dinámica, afirma que la fuerza neta que actúa sobre un cuerpo es igual al producto de su masa por su aceleración: F = m·a. Dicho de otro modo, cuanto mayor es la fuerza, mayor es la aceleración, y cuanto mayor es la masa, más cuesta acelerar el cuerpo.
¿Qué establece la segunda ley de Newton?
Newton la enunció en 1687 en los Principia. Su versión original relaciona la fuerza con la variación de la cantidad de movimiento. En la forma habitual de los libros de texto, para masa constante, dice que la aceleración de un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él e inversamente proporcional a su masa, y tiene la misma dirección y sentido que esa fuerza.
Mientras la primera ley dice qué ocurre cuando la fuerza neta es nula, la segunda dice qué ocurre cuando no lo es: el cuerpo acelera, es decir, cambia su velocidad en módulo, dirección o ambos.
Fórmula y unidades
En su forma más general, válida incluso si la masa varía (como en un cohete que quema combustible):
Aquí p es la cantidad de movimiento o momento lineal. Se trata de ecuaciones vectoriales: la fuerza y la aceleración tienen la misma dirección.
| Magnitud | Símbolo | Unidad SI |
|---|---|---|
| Fuerza neta | F | newton (N) |
| Masa | m | kilogramo (kg) |
| Aceleración | a | metro por segundo al cuadrado (m/s²) |
De la fórmula sale la definición del newton: 1 N = 1 kg · m/s², la fuerza necesaria para acelerar 1 m/s² una masa de 1 kg. Despejando, la aceleración es a = F/m y la masa, m = F/a.
Cómo aplicarla
- Dibuja el cuerpo y todas las fuerzas que actúan sobre él (diagrama de cuerpo libre): peso, normal, tensión, rozamiento, fuerza aplicada…
- Elige unos ejes y descompón las fuerzas en componentes.
- Suma las fuerzas en cada eje y aplica ΣFx = m·aₓ y ΣFy = m·ay.
- Despeja la incógnita y comprueba las unidades.
Relación con el peso
El peso es un caso particular: en caída libre, la única fuerza es la gravedad y la aceleración es g, de modo que P = m·g. En la Tierra, g vale unos 9,8 m/s². Por eso cuerpos de masas distintas caen con la misma aceleración, ya que la fuerza y la masa crecen a la vez. La masa es la propiedad que mide la inercia, y la aceleración es el cambio de velocidad por unidad de tiempo.
Ejemplos de la vida cotidiana
- Empujar un carrito vacío lo acelera mucho más que uno lleno con la misma fuerza.
- Un coche deportivo, con mucha fuerza del motor y poca masa, acelera más que un camión.
- Lanzar una pelota de tenis y una de golf con la misma fuerza: la más ligera sale con mayor aceleración.
- Un ascensor que arranca hacia arriba hace que notemos más peso, y al frenar subiendo, menos.
Ejercicios resueltos
1. Un coche de 1 500 kg acelera a 2,0 m/s². ¿Qué fuerza neta actúa sobre él?
F = m·a = 1 500 · 2,0 = 3 000 N.
2. Una fuerza neta de 12 N actúa sobre un cuerpo de 3,0 kg. ¿Qué aceleración adquiere?
a = F/m = 12 / 3,0 = 4,0 m/s².
3. Se empuja una caja de 20 kg con 100 N sobre un suelo con rozamiento de 40 N. Calcula la aceleración.
ΣF = 100 − 40 = 60 N; a = 60 / 20 = 3,0 m/s².
4. Una persona de 80 kg está en un ascensor que sube con una aceleración de 2,0 m/s². ¿Cuánto marca una báscula? (g = 9,8 m/s²)
N − m·g = m·a, luego N = m·(g + a) = 80 · (9,8 + 2,0) = 944 N (en lugar de 784 N en reposo).
¿Qué dice la segunda ley de Newton?
Que la fuerza neta sobre un cuerpo es igual a su masa por su aceleración (F = m·a). A mayor fuerza, mayor aceleración; a mayor masa, menor aceleración.
¿Qué es un newton?
Es la unidad de fuerza del Sistema Internacional: la fuerza que comunica a un kilogramo de masa una aceleración de un metro por segundo al cuadrado.
¿Se cumple la segunda ley si la masa cambia?
Hay que usar la forma general F = dp/dt, es decir, que la fuerza es la variación del momento lineal por unidad de tiempo. La forma F = m·a es válida para masa constante.
¿Y si la fuerza neta es cero?
Entonces la aceleración es cero y se recupera la primera ley: el cuerpo mantiene su velocidad constante o permanece en reposo.
Referencias
- Newton, I. Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (1687).
- Serway, R. A. y Jewett, J. W. Física para ciencias e ingeniería. Cengage Learning.
- Tipler, P. A. y Mosca, G. Física para la ciencia y la tecnología. Reverté.
Consulta también la tercera ley de Newton, las leyes de Newton y el concepto de fuerza.
Cómo citar este artículo
Equipo de Conceptualia. (2025). «Segunda ley de Newton». Conceptualia. https://conceptualia.es/ciencias-naturales/fisica/segunda-ley-de-newton/
