Ejemplos de leyes científicas
Setenta y dos leyes científicas de distintas disciplinas, con su autor, su fecha y una explicación sencilla de lo que dicen.
Las leyes científicas son enunciados que describen, casi siempre con una fórmula, cómo se comporta la naturaleza de forma regular y comprobable. Desde la caída de una manzana hasta la herencia de los guisantes de Mendel, cada ley resume miles de observaciones. A continuación tienes 72 ejemplos de leyes científicas de física, química, biología y otras ciencias, con su autor, su fecha aproximada y lo que dicen.
¿Qué es una ley científica?
Una ley científica es una proposición que expresa una relación constante entre fenómenos y que ha sido confirmada repetidamente mediante la observación y el experimento. Responde a la pregunta «¿qué ocurre?» y «¿cuánto?», mientras que una teoría científica explica «¿por qué ocurre?». Una ley no es una hipótesis ascendida: es una descripción sólida, aunque tiene un ámbito de validez. Las leyes de Newton, por ejemplo, fallan a velocidades cercanas a la de la luz, donde rige la relatividad. En ciencia, «ley» y «principio» se usan a menudo como sinónimos.
Características
- Universalidad dentro de su ámbito: se cumple siempre que se den las condiciones.
- Verificabilidad: puede comprobarse con experimentos repetibles.
- Expresión matemática en la mayoría de los casos.
- Capacidad de predicción: permite calcular qué pasará.
- Provisionalidad: puede matizarse si aparecen datos nuevos.
- Nombre del descubridor o del fenómeno que describe.
Leyes de la mecánica y la gravitación
| Ley | Qué dice |
|---|---|
| Primera ley de Newton o de la inercia (1687) | Un cuerpo sigue en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme si ninguna fuerza neta actúa sobre él. |
| Segunda ley de Newton (1687) | La fuerza es igual a la masa por la aceleración: F = m·a. |
| Tercera ley de Newton (1687) | A toda acción le corresponde una reacción igual y opuesta. |
| Ley de la gravitación universal (Newton, 1687) | Dos masas se atraen con una fuerza proporcional a su producto e inversa al cuadrado de su distancia. |
| Primera ley de Kepler (1609) | Los planetas describen órbitas elípticas con el Sol en uno de sus focos. |
| Segunda ley de Kepler (1609) | La línea Sol-planeta barre áreas iguales en tiempos iguales. |
| Tercera ley de Kepler (1619) | El cuadrado del periodo orbital es proporcional al cubo del semieje mayor. |
| Ley de Hooke (1678) | La deformación de un muelle es proporcional a la fuerza aplicada. |
| Ley de caída de los cuerpos (Galileo, 1638) | En el vacío, todos los cuerpos caen con la misma aceleración. |
| Conservación de la cantidad de movimiento | En un sistema aislado, el momento lineal total no cambia. |
Leyes de fluidos
| Ley | Qué dice |
|---|---|
| Principio de Arquímedes (siglo III a. C.) | Un cuerpo sumergido recibe un empuje igual al peso del fluido que desaloja. |
| Principio de Pascal (siglo XVII) | La presión aplicada a un fluido encerrado se transmite igual en todas direcciones. |
| Principio de Bernoulli (1738) | En un fluido en movimiento, donde aumenta la velocidad disminuye la presión. |
| Teorema de Torricelli (1644) | El líquido sale por un orificio a la velocidad que tendría cayendo libremente desde su nivel. |
| Ley de Stokes (1851) | Calcula la fuerza de rozamiento sobre una esfera que se mueve en un fluido viscoso. |
| Ley de Hagen-Poiseuille (hacia 1840) | El caudal por un tubo es proporcional a la cuarta potencia de su radio. |
Leyes de los gases y disoluciones
| Ley | Qué dice |
|---|---|
| Ley de Boyle-Mariotte (1662) | A temperatura constante, presión y volumen son inversamente proporcionales. |
| Ley de Charles (hacia 1787) | A presión constante, el volumen de un gas es proporcional a su temperatura absoluta. |
| Ley de Gay-Lussac (1802) | A volumen constante, la presión es proporcional a la temperatura absoluta. |
| Ley de Avogadro (1811) | Volúmenes iguales de gases, en iguales condiciones, contienen el mismo número de moléculas. |
| Ley de Dalton de las presiones parciales (1801) | La presión de una mezcla de gases es la suma de las presiones de cada gas. |
| Ley de Graham (1848) | La velocidad de efusión de un gas es inversamente proporcional a la raíz de su masa molar. |
| Ley de Henry (1803) | La cantidad de gas disuelto en un líquido es proporcional a su presión (por eso burbujea un refresco al abrirlo). |
Leyes de la termodinámica y el calor
| Ley | Qué dice |
|---|---|
| Principio cero de la termodinámica | Dos cuerpos en equilibrio térmico con un tercero lo están entre sí. |
| Primer principio (Mayer, Joule y Helmholtz, década de 1840) | La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma. |
| Segundo principio (Clausius y Kelvin, 1850-1851) | La entropía de un sistema aislado tiende a aumentar; el calor pasa del cuerpo caliente al frío. |
| Tercer principio (Nernst, 1906) | Es imposible alcanzar el cero absoluto en un número finito de pasos. |
| Ley de enfriamiento de Newton (1701) | Un cuerpo se enfría a un ritmo proporcional a la diferencia de temperatura con el entorno. |
| Ley de Fourier (1822) | El calor por conducción es proporcional al gradiente de temperatura. |
Leyes de la electricidad y el magnetismo
| Ley | Qué dice |
|---|---|
| Ley de Coulomb (1785) | Dos cargas se atraen o repelen con una fuerza proporcional a su producto e inversa al cuadrado de la distancia. |
| Ley de Ohm (1827) | La intensidad es igual a la tensión dividida por la resistencia: I = V/R. |
| Leyes de Kirchhoff (1845) | En un nudo, las corrientes que entran suman lo mismo que las que salen; en una malla, las tensiones suman cero. |
| Ley de Joule (1841) | El calor que desprende un conductor es proporcional a la resistencia, al cuadrado de la intensidad y al tiempo. |
| Ley de Ampère (1826) | Relaciona el campo magnético con la corriente que lo crea. |
| Ley de Biot-Savart (1820) | Calcula el campo magnético creado por un elemento de corriente. |
| Ley de Faraday de la inducción (1831) | Un campo magnético variable induce una corriente eléctrica. |
| Ley de Lenz (1834) | La corriente inducida se opone a la variación que la produce. |
| Ley de Gauss | El flujo eléctrico a través de una superficie cerrada es proporcional a la carga que encierra. |
| Conservación de la carga eléctrica | La carga total de un sistema aislado permanece constante. |
Leyes de la óptica y las ondas
| Ley | Qué dice |
|---|---|
| Ley de la reflexión (conocida desde la Antigüedad) | El ángulo de incidencia es igual al de reflexión. |
| Ley de Snell (1621) | Relaciona los ángulos de la luz al pasar de un medio a otro (refracción). |
| Ley de Malus (1809) | La intensidad de la luz polarizada que atraviesa un polarizador depende del coseno al cuadrado del ángulo. |
| Ley de Beer-Lambert | La luz absorbida por una disolución depende de su concentración y del espesor atravesado. |
| Ley del inverso del cuadrado | La intensidad de la luz o el sonido disminuye con el cuadrado de la distancia. |
| Efecto Doppler (1842) | La frecuencia percibida cambia si la fuente y el observador se mueven entre sí. |
Leyes de la física moderna y la astronomía
| Ley | Qué dice |
|---|---|
| Ley de Planck (1900) | Describe la radiación de un cuerpo negro; la energía se emite en cuantos. |
| Ley de Stefan-Boltzmann (1879-1884) | La energía radiada por un cuerpo negro es proporcional a la cuarta potencia de su temperatura. |
| Ley de desplazamiento de Wien (1893) | Cuanto más caliente un cuerpo, menor es la longitud de onda de su máxima emisión. |
| Equivalencia masa-energía (Einstein, 1905) | E = mc²: la masa y la energía son equivalentes. |
| Ley de desintegración radiactiva (Rutherford y Soddy, 1902) | Los núcleos inestables se desintegran de forma exponencial, con un periodo de semidesintegración fijo. |
| Ley de Moseley (1913) | La frecuencia de los rayos X de un elemento depende de su número atómico. |
| Ley de Hubble-Lemaître (1927-1929) | Las galaxias se alejan a una velocidad proporcional a su distancia. |
Leyes de la química
| Ley | Qué dice |
|---|---|
| Conservación de la masa (Lavoisier, 1789) | En una reacción química la masa total no varía. |
| Ley de las proporciones definidas (Proust, 1799) | Un compuesto contiene siempre los mismos elementos en la misma proporción. Proust trabajaba entonces en Segovia. |
| Ley de las proporciones múltiples (Dalton, 1803) | Si dos elementos forman varios compuestos, sus masas guardan relaciones de números enteros sencillos. |
| Ley de las proporciones recíprocas (Richter, 1792) | Establece los pesos de combinación o equivalentes de los elementos. |
| Ley periódica (Mendeléiev, 1869) | Las propiedades de los elementos se repiten periódicamente al ordenarlos. |
| Ley de Hess (1840) | El calor de una reacción no depende del camino seguido. |
| Principio de Le Châtelier (1884) | Un equilibrio alterado se desplaza para contrarrestar el cambio. |
| Ley de acción de masas (Guldberg y Waage, 1864) | La velocidad de una reacción depende de las concentraciones de los reactivos. |
| Ley de Raoult (1887) | La presión de vapor de una disolución depende de la fracción molar del disolvente. |
| Leyes de Faraday de la electrólisis (1834) | La masa depositada en un electrodo es proporcional a la carga que circula. |
Leyes de biología, geología y psicología
| Ley | Qué dice |
|---|---|
| Primera ley de Mendel (1866) | Al cruzar dos razas puras, toda la primera generación es uniforme. |
| Segunda ley de Mendel (1866) | Los dos alelos de un carácter se separan al formarse los gametos. |
| Tercera ley de Mendel (1866) | Los caracteres se heredan de forma independiente (si los genes no están ligados). |
| Principio de Hardy-Weinberg (1908) | Sin factores evolutivos, las frecuencias génicas de una población se mantienen estables. |
| Leyes de Fick (1855) | Las sustancias se difunden desde donde hay más concentración hacia donde hay menos. |
| Ley del mínimo de Liebig (1840) | El crecimiento de una planta lo limita el nutriente más escaso. |
| Ley de Kleiber (1932) | El metabolismo basal de un animal crece con su masa elevada a 3/4. |
| Ley de superposición de estratos (Steno, 1669) | En una serie de capas sin alterar, las inferiores son las más antiguas. |
| Ley de Weber-Fechner (siglo XIX) | La sensación percibida crece con el logaritmo de la intensidad del estímulo. |
| Ley del efecto (Thorndike, 1898) | Las conductas seguidas de consecuencias agradables tienden a repetirse. |
Tipos de leyes científicas
- Cuantitativas: se expresan con una fórmula (Ohm, Boyle).
- Cualitativas: describen una relación sin números (ley de superposición de estratos).
- Empíricas: se deducen de mediciones antes de tener una explicación (Kepler).
- De conservación: algo permanece constante (masa, energía, carga).
- Estadísticas: se cumplen en promedio sobre muchos casos (desintegración radiactiva, Mendel).
Ejercicios resueltos
1. ¿Qué fuerza hace falta para acelerar a 2 m/s² un carro de 10 kg?
Por la segunda ley de Newton, F = m·a = 10 · 2 = 20 N.
2. Una pila de 12 V alimenta una resistencia de 4 Ω. ¿Qué intensidad circula?
Por la ley de Ohm, I = V/R = 12/4 = 3 A.
3. Un gas ocupa 2 L a 1 atm. Si se comprime a 0,5 L sin cambiar la temperatura, ¿qué presión tendrá?
Por Boyle-Mariotte, P₁V₁ = P₂V₂ → 1 · 2 = P₂ · 0,5 → P₂ = 4 atm.
4. ¿Qué ley explica que un barco de acero flote?
El principio de Arquímedes: el casco desaloja un peso de agua igual al del barco.
5. ¿Ley o teoría?: a) «la energía se conserva»; b) «la evolución se produce por selección natural».
a) Ley (describe una regularidad); b) teoría (explica el porqué de la diversidad de la vida).
Importancia de las leyes científicas
Las leyes científicas permiten predecir fenómenos y diseñar tecnología: sin las leyes de Kepler y Newton no habría satélites; sin las de Faraday, no habría generadores eléctricos; sin las de los gases, no funcionarían los motores ni la meteorología. También son el resultado más visible del método científico, que las somete a prueba una y otra vez. Si te interesan las regularidades de la naturaleza en sentido amplio, consulta también los ejemplos de leyes naturales.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la diferencia entre ley y teoría científica?
La ley describe qué ocurre y suele expresarlo con una fórmula; la teoría explica por qué ocurre. Una teoría no se convierte en ley con el tiempo: son cosas distintas.
¿Cuáles son las leyes científicas más importantes?
Entre las más influyentes están las tres leyes de Newton, la gravitación universal, los principios de la termodinámica, las leyes de Maxwell del electromagnetismo, la ley periódica y las leyes de Mendel.
¿Una ley científica puede cambiar?
Sí. Puede matizarse o limitarse si aparecen datos nuevos. La mecánica de Newton sigue siendo válida a velocidades bajas, pero la relatividad la corrige a velocidades cercanas a la de la luz.
¿Qué ley científica descubrió un científico en España?
Joseph-Louis Proust formuló la ley de las proporciones definidas mientras trabajaba en España, en el Real Colegio de Artillería de Segovia y después en Madrid.
¿Es lo mismo ley que principio?
En la práctica se usan como sinónimos. Se habla de «principio» de Arquímedes o de «ley» de Ohm por tradición, no porque tengan distinto rango.
Referencias
- Newton, I. (1687). Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica.
- Feynman, R. P., Leighton, R. B. y Sands, M. (1963-1965). The Feynman Lectures on Physics. Addison-Wesley.
- Chang, R. Química. McGraw-Hill.
Cómo citar este artículo
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