64 ejemplos de la segunda ley de Newton (F = m

La segunda ley de Newton explica por qué cuesta más empujar un carro lleno que uno vacío o por qué un balón sale disparado de una patada: la aceleración de un cuerpo depende de la fuerza que recibe y de su masa. Se resume en la fórmula F = m · a. En este artículo tienes 64 ejemplos: 44 situaciones reales del deporte, el transporte, la casa y el espacio, y 20 casos con números resueltos paso a paso.

¿Qué es la segunda ley de Newton?

La segunda ley de Newton, también llamada ley fundamental de la dinámica, establece que la fuerza neta que actúa sobre un cuerpo es igual al producto de su masa por la aceleración que adquiere:

F = m · a

Isaac Newton la enunció en sus Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (1687) en términos de «cambio de movimiento», lo que hoy expresamos como variación de la cantidad de movimiento: F = Δp / Δt. Cuando la masa es constante, ambas formas coinciden. Forma parte de las leyes de Newton, junto con la ley de la inercia y la ley de acción y reacción.

Características

Proporcionalidad directa con la fuerza: a doble fuerza, doble aceleración (con la misma masa).
Proporcionalidad inversa con la masa: con la misma fuerza, el doble de masa acelera la mitad.
Carácter vectorial: la aceleración tiene la misma dirección y sentido que la fuerza neta.
Fuerza neta: se suman todas las fuerzas; si se anulan, la aceleración es cero.
Unidad: el newton (N), la fuerza que da a 1 kg una aceleración de 1 m/s² (1 N = 1 kg · m/s²).
Peso: es un caso particular, P = m · g, con g ≈ 9,8 m/s² en la superficie terrestre.

Ejemplos en el deporte

Una patada fuerte acelera más el balón que un toque suave.
Con la misma fuerza, una pelota de tenis sale más rápida que un balón medicinal.
En los bolos, una bola pesada necesita más fuerza para alcanzar la misma velocidad que una ligera.
El peso masculino de atletismo (7,26 kg) exige más fuerza que el femenino (4 kg) para lograr la misma aceleración.
El velocista empuja los tacos de salida con fuerza para acelerar desde parado.
En remo, cuanto más fuerte es la palada, más acelera la embarcación.
Un golpe de golf transmite una gran fuerza en muy poco tiempo y la bola sale a gran velocidad.
En una cuesta, el ciclista debe aplicar más fuerza porque parte de ella compensa la gravedad.
Los tripulantes del bobsleigh empujan al inicio para dar la máxima aceleración al trineo.
El portero frena el balón aplicando una fuerza contraria a su movimiento.
Un saltador de longitud acelera en la carrera aplicando fuerza en cada zancada.

Ejemplos en el transporte

Un coche cargado acelera menos que vacío con la misma potencia del motor.
Un camión necesita mucha más fuerza de frenado que un turismo para detenerse en la misma distancia.
Una moto acelera más que un autobús porque tiene mucha menos masa.
Un tren de mercancías tarda mucho en alcanzar su velocidad de crucero.
El cinturón de seguridad aplica la fuerza que frena al ocupante junto con el coche.
El airbag alarga el tiempo de frenado del cuerpo y reduce la fuerza del impacto (F = Δp / Δt).
Un avión necesita el empuje de sus motores para acelerar en la pista hasta la velocidad de despegue.
Al frenar en bicicleta, las zapatas ejercen una fuerza que produce una aceleración negativa.
Al arrancar el autobús, los pasajeros notan el cambio de velocidad porque el vehículo acelera.
Un barco de carga necesita kilómetros para detenerse por su enorme masa.
El carrito de golf eléctrico acelera menos cuando lleva cuatro personas que cuando lleva una.

Ejemplos en la vida cotidiana

Empujar un carro de la compra vacío cuesta menos que uno lleno.
Mover un sofá exige más fuerza que mover una silla.
Una bola de papel sale más rápida que una piedra si se lanzan con la misma fuerza.
En un ascensor que arranca hacia arriba nos sentimos más pesados: la báscula marcaría más.
En un ascensor que arranca hacia abajo nos sentimos más ligeros.
Empujar más fuerte un columpio hace que gane velocidad más deprisa.
Una maleta llena cuesta más de arrastrar y de poner en movimiento que una vacía.
Al saltar desde un muro doblamos las rodillas para frenar en más tiempo y recibir menos fuerza.
Para atrapar un huevo sin romperlo se retrocede la mano y se alarga el tiempo de frenado.
Un niño y un adulto en patines: con el mismo empujón, el niño acelera más.
Abrir una puerta blindada cuesta más que una puerta de interior.

Ejemplos en la naturaleza y el espacio

Sin aire, todos los cuerpos caen con la misma aceleración: en 1971, el astronauta David Scott lo comprobó en la Luna dejando caer un martillo y una pluma (misión Apolo 15).
Una persona pesa en la Luna aproximadamente la sexta parte que en la Tierra, porque allí g ≈ 1,62 m/s².
La Luna acelera hacia la Tierra constantemente (aceleración centrípeta) por la fuerza gravitatoria, y por eso describe una órbita.
Un cohete acelera cada vez más porque pierde masa al quemar combustible.
Una gota de lluvia alcanza una velocidad terminal cuando el rozamiento del aire iguala su peso: la fuerza neta es cero.
El paracaidista frena al abrir el paracaídas porque aumenta mucho la resistencia del aire.
El viento arrastra con facilidad una hoja seca, pero no una piedra del mismo tamaño.
Las sondas espaciales aprovechan la atracción de los planetas (asistencia gravitatoria) para acelerar sin gastar combustible.
Las mareas se deben a que la atracción de la Luna acelera de forma desigual distintas partes de la Tierra.
Un trozo de hielo que se desprende de un glaciar acelera ladera abajo por la componente de su peso.
Los planetas más cercanos al Sol reciben más atracción por unidad de masa y tienen mayor aceleración orbital.

Ejemplos numéricos resueltos (g = 9,8 m/s²)

Situación	Cálculo	Resultado
Carro de 20 kg que acelera a 0,5 m/s²	F = 20 · 0,5	10 N
Caja de 50 kg empujada con 100 N sin rozamiento	a = 100 / 50	2 m/s²
Caja de 50 kg con 150 N de empuje y 50 N de rozamiento	a = (150 − 50) / 50	2 m/s²
Ciclista y bici (80 kg) con fuerza neta de 40 N	a = 40 / 80	0,5 m/s²
Moto con piloto (200 kg) que acelera a 4 m/s²	F = 200 · 4	800 N
Balón de 0,45 kg golpeado con 90 N	a = 90 / 0,45	200 m/s²
Pelota de tenis de 0,057 kg con un golpe de 570 N	a = 570 / 0,057	10.000 m/s²
Patinador de 50 kg empujado con 25 N	a = 25 / 50	0,5 m/s²
Tren de 400.000 kg con fuerza neta de 200.000 N	a = 200.000 / 400.000	0,5 m/s²
Coche de 1.200 kg de 0 a 100 km/h (27,8 m/s) en 10 s	a = 2,78 m/s²; F = 1.200 · 2,78	≈ 3.330 N
Coche de 1.000 kg que frena de 20 m/s a 0 en 4 s	a = −5 m/s²; F = 1.000 · 5	5.000 N de frenado
Peso de una persona de 70 kg en la Tierra	P = 70 · 9,8	686 N
Peso de esa persona en la Luna (g = 1,62 m/s²)	P = 70 · 1,62	113,4 N
Peso de una mochila de 2 kg	P = 2 · 9,8	19,6 N
Persona de 60 kg en ascensor que sube acelerando a 2 m/s²	N = 60 · (9,8 + 2)	708 N
La misma persona en ascensor que baja acelerando a 2 m/s²	N = 60 · (9,8 − 2)	468 N
Fuerza de 10 N sobre una masa de 1 kg	a = 10 / 1	10 m/s²
La misma fuerza de 10 N sobre 5 kg	a = 10 / 5	2 m/s²
Masa desconocida: 60 N producen 3 m/s²	m = 60 / 3	20 kg
Fuerza desconocida: 15 kg que aceleran a 4 m/s²	F = 15 · 4	60 N

Tipos de situaciones según la fuerza neta

Fuerza neta a favor del movimiento: el cuerpo acelera (arrancar un coche).
Fuerza neta en contra: el cuerpo frena (aceleración negativa o deceleración).
Fuerza neta perpendicular: cambia la dirección, no el módulo de la velocidad (movimiento circular, órbitas).
Fuerza neta nula: reposo o movimiento rectilíneo uniforme, que es lo que dice la primera ley.

Ejercicios resueltos

★ Practica paso a paso

1. ¿Qué fuerza hay que aplicar a un cuerpo de 8 kg para que acelere a 3 m/s²?

F = m · a = 8 · 3 = 24 N.

2. Una fuerza neta de 45 N actúa sobre una masa de 9 kg. ¿Cuál es su aceleración?

a = F / m = 45 / 9 = 5 m/s².

3. Si duplicamos la masa y mantenemos la fuerza, ¿qué le pasa a la aceleración?

Como a = F / m, la aceleración se reduce a la mitad.

4. Empujas una caja de 30 kg con 120 N y el rozamiento es de 30 N. Calcula la aceleración.

Fuerza neta = 120 − 30 = 90 N; a = 90 / 30 = 3 m/s².

5. ¿Cuánto pesa en la Tierra un objeto de 12 kg?

P = 12 · 9,8 = 117,6 N.

6. Un paracaidista cae a velocidad constante. ¿Cuál es la fuerza neta?

Si la velocidad es constante, a = 0, luego la fuerza neta es 0 N: el rozamiento iguala al peso.

Importancia

La segunda ley es la herramienta central de la dinámica: permite calcular cómo se moverá cualquier cuerpo si conocemos las fuerzas que actúan sobre él. Con ella se diseñan los frenos de los coches, los sistemas de seguridad, los ascensores, los puentes y las trayectorias de satélites y sondas espaciales. Solo deja de ser exacta a velocidades cercanas a la de la luz, donde se aplica la relatividad, y a escala atómica, donde manda la mecánica cuántica.

Preguntas frecuentes

¿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 más fuerza, más aceleración; a más masa, menos aceleración.

¿Cuál es un ejemplo sencillo de la segunda ley?

Empujar un carro de la compra: con la misma fuerza, el carro vacío acelera mucho más que el lleno.

¿En qué unidad se mide la fuerza?

En newtons (N). Un newton es la fuerza que da a una masa de 1 kg una aceleración de 1 m/s².

¿Por qué el peso es un ejemplo de la segunda ley?

Porque el peso es la fuerza que provoca la aceleración de la gravedad: P = m · g, con g ≈ 9,8 m/s² en la Tierra.

¿Qué relación tiene con el airbag?

La forma F = Δp / Δt muestra que, si el frenado dura más tiempo, la fuerza sobre el cuerpo es menor; eso es lo que consigue el airbag.

Referencias

Newton, I. (1687). Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica.
Tipler, P. A. y Mosca, G. Física para la ciencia y la tecnología. Reverté.
Serway, R. A. y Jewett, J. W. Física para ciencias e ingeniería. Cengage Learning.

Cómo citar este artículo

Equipo de Conceptualia. (2026). «Ejemplos de la segunda ley de Newton». Conceptualia. https://conceptualia.es/ejemplos/ejemplos-de-la-segunda-ley-de-newton/

Sobre el autor

Conceptualia — El equipo editorial de Conceptualia redacta y revisa cada concepto para que sea claro, riguroso y útil, con ejemplos y ejercicios cuando ayudan a entenderlo.