Más sobre la tercera ley de Newton

vamos a hablar más sobre la tercera ley de newton ya que hay muchas ideas erróneas que muchas personas tienen al respecto esta ley parece sencilla pero no es tan sencilla como piensan muchas personas se refieren a ella como que para toda acción va a haber una reacción de igual magnitud pero en sentido contrario y esto es bastante vago como para que no sea útil una versión que es un poco mejor nos dice que para cada fuerza va a haber una fuerza igual y opuesta eso es un poco mejor el signo de igual aquí significa que estas fuerzas tienen la misma magnitud y ese signo menos indica que son diferentes solamente por la dirección que tienen estos son vectores por lo que aquí nos dicen que este vector verde efe tiene la dirección opuesta que el vector f magenta pero ambos vectores son iguales en magnitud pero para mostrarles cómo es que esto sigue siendo un poco vago consideren esto si sólo supiéramos esto de la tercera ley de newton que para cada fuerza hay una fuerza igual y opuesta si ustedes son inteligentes se pueden preguntar bueno a ver para cada fuerza por ejemplo esta fuerza verde efe debe existir una fuerza igual solo que en sentido opuesto y esto querría decir que todas las fuerzas en el universo se cancelan entonces no es que todas las fuerzas en el universo deberían cancelarse con esta tercera ley no significaría esto que cualquiera aceleración sería imposible porque si yo aplico una fuerza f en algo entonces voy a tener una fuerza f negativa que va en sentido opuesto acaso esto no significa que cualquier fuerza que yo ejerza va a ser cancelada por una fuerza de la misma magnitud y opuesta la respuesta es no y la razón por la que no es así es que estas fuerzas son ejercidas en diferentes objetos y la razón por la que esto no es cierto es que estas dos fuerzas se aplican en objetos diferentes por lo que debemos tener cuidado la razón por la que les comenté que este enunciado de la tercera ley de newton sigue siendo algo vago que esto ocurre en diferentes objetos este va a ser para el objeto a ejercida por el objeto be y esta fuerza de aquí debe ser la fuerza que está en el objeto be pero que es ejercida por el objeto a en otras palabras estas fuerzas de aquí son ejercidas en diferentes objetos voy a mover esto a este otro lado pongo esto por acá y vamos a dibujar dos objetos diferentes para explicar sin lugar a dudas a qué me refiero aquí tenemos un objeto digamos que este es mi objeto y tiene una fuerza y está ejerciendo una fuerza efe de color verde ese es mi objeto a ahora vamos a tener otro objeto que es nuestro objeto b que se ve así y ese es nuestro objeto ver y tiene esta fuerza magenta efe de hecho es - efe que está ejercida en este objeto y ahora vemos que estas fuerzas no pueden cancelarse ya que estas fuerzas se ejercen en diferentes objetos y cuando nosotros mencionamos la tercera ley de newton como que para cualquier fuerza hay otra fuerza igual pero opuesta no está claro de que se ejercen en objetos diferentes pero si tiene que ocurrir en objetos diferentes estos padres de fuerza de la tercera ley de newton pares de fuerza o fuerzas compañeras de la tercera ley de newton y siempre van a estar en objetos diferentes en mi notación estoy con la convención de que la primera letra denota el objeto sobre el que está actuando esta fuerza con la letra grande es la fuerza que se encuentra en este objeto se encuentra en este objeto pero es ejercida por este otro objeto la segunda letra que tengo aquí y aquí se muestra que esta fuerza es ejercida sobre b por el objeto esta fuerza magenta se ejerce en vez esta fuerza verde se ejerce no son iguales pero opuestas y no se cancelan no pueden cancelarse porque no se encuentran en el mismo objeto y tienen la misma magnitud incluso aunque los objetos no tienen el mismo tamaño esta es otra idea errónea supongamos que el objeto b es un planeta y nuestro objeto es una estrella digamos que este es una estrella grande y este es un planeta pequeño que está en órbita de esta estrella y bueno este dibujo no está escala sino este planeta estaría enorme pero este planeta puede ser cientos o miles o incluso millones de veces menos masivo que la estrella pero aún así sigue ejerciendo la misma fuerza si esta estrella está jalando este planeta con esta fuerza de color magenta que llamamos - efe entonces este planeta también está jalando a la estrella con la misma magnitud pero en sentido opuesto la jala con esta fuerza de color verde y tienen que ser de la misma magnitud aun cuando los objetos sean de diferente tamaño así que muchas personas citan la tercera ley de newton pero en realidad no están convencidos de ella si yo les dijera que este planeta es un millón de veces menos masivo que esa estrella las personas pensarían que ya que la estrella es más masiva pues va a tener una mayor fuerza de atracción hacia el planeta sin duda más grande de la fuerza que ejerce el planeta jalando la estrella pero de acuerdo con la tercera ley de newton esto no es cierto ambas fuerzas tienen la misma magnitud aún cuando sean de diferente tamaño si este objeto afuera la tierra y el 'we fuera la luna la tierra jala a la luna lo mismo que la luna jala a la tierra y aún así ustedes podrían seguirlo dudando cómo es posible que un objeto tan grande como la tierra sea jalado por la luna con la misma fuerza digamos que nuestra estrella se mantiene aquí y nuestro planeta va a estar dando vueltas alrededor de ella como es que este planeta puede estar dando las vueltas y les ya quedarse quieta pues justamente porque las fuerzas tienen la misma magnitud y el hecho de que las fuerzas sean iguales no quiere decir que el resultado sea igual las fuerzas son iguales pero las aceleraciones no tienen por qué ser iguales la aceleración va a ser igual a la fuerza neta dividida entre la masa así que incluso aunque la fuerza sea la misma al dividirla entre la masa entonces obtenemos la aceleración y esta aceleración va a ser diferente para cada objeto y es por eso que mencionamos que el resultado de la fuerza no tiene por qué ser el mismo aunque las fuerzas sean iguales las fuerzas tienen que ser iguales por la tercera ley de newton otra idea errónea que muchas personas tienen es que piensan que puede haber un rezago en la creación de esta otra fuerza en la fuerza compañera de esta tercera ley quizás así yo ejerzo esta primera fuerza lo suficientemente rápido podría quizás tomar desprevenido el universo y hacer que esta otra fuerza aparezca después pero esto no es cierto la tercera ley de newton es una ley universal no importa cuál sea la situación sin importar cuál sea la aceleración o falta de aceleración o movimiento o falta de movimiento si un objeto es más grande o más pequeño que el otro las fuerzas compañeras de la tercera ley de newton siempre son iguales son opuestas y siempre son iguales y opuestas en cualquier instante de tiempo incluso si yo tuviera a chuck norris que está dando una patada a una pared voy a tratar de dibujarlo aquí en el momento en el que está por dar la patada aún cuando yo llegara a volando para patear esta pared justo en el momento en el que estoy en contacto con la pared voy a ejercer una fuerza en la pared y la pared va a ejercer una fuerza en mi yo voy a ejercer una fuerza en la pared hacia la derecha y esta va a ser la fuerza en la pared ocasionada por mi pie y tiene que haber una fuerza igual y opuesta que se va a transmitir hacia atrás en mi pie esta es la fuerza en mi pie provocada por la pared y eso sucede instantáneamente no hay ningún desfase de tiempo en esto no podemos patear esta pared lo suficientemente rápido como para que no se genere la fuerza de regreso en el instante en que nuestro pie toca la pared cualquier fuerza que se ejerza en la pared en ese instante la pared va a ejercer esa fuerza opuesta pero igual en el pie la tercera ley de newton es universal pero las personas siguen teniendo problemas en identificar estas fuerzas compañeras o pares de esta tercera ley una forma de hacerlo es mencionar a ambos objetos si usamos esta anotación y enunciamos los objetos sabremos que solamente tendremos que intercambiar estas etiquetas para identificar qué objeto es en donde está la fuerza y cuál es el objeto que la ejerce si una de las fuerzas es la que está en la pared debido a mi pie para encontrar la fuerza compañera de esta fuerza intercambio las etiquetas y puedo decir que la fuerza en mi pie causada por la pared es la que dibuje aquí y esa es una buena manera de ayudarnos a identificar las fuerzas compañeras de la tercera ley de newton ya que no siempre es sencillo identificar cuál es la fuerza acompañante mostrarles lo confuso que puede ser esto vamos a ver un ejemplo digamos que tengo el suelo y encima del suelo tengo una mesa y por alguna razón en este ejemplo enloquece a las personas si yo tengo una caja que está encima de la mesa vamos a llamar a esta caja y esta caja va a tener fuerzas ejercidas en ella una de ellas va a ser la fuerza de gravedad que la va a jalar directamente hacia abajo si yo les preguntara cuál es la fuerza acompañante de la tercera ley de newton para esta fuerza de gravedad les puedo apostar que muchas personas me van a decir bueno tengo una fuerza que va hacia arriba en la caja que es ejercida por la mesa y es cierto si esta caja está asentada aquí y no se está acelerando estas dos fuerzas van a ser iguales y opuestas y es muy tentador decir ya que estas fuerzas son iguales y opuestas que son la pareja de la tercera ley de newton pero eso no es cierto estas dos fuerzas son opuestas iguales pero es debido a la segunda ley de newton esta segunda ley nos dice que si no hay aceleración entonces la fuerza neta va a ser igual a la masa si la aceleración es igual a cero entonces estas fuerzas netas se van a cancelar y es lo que está sucediendo aquí esas fuerzas opuestas e iguales se están cancelando en la caja y esa es la forma de darnos cuenta que no son parte de la tercera ley de newton ya que las fuerzas compañeras o la pareja de fuerzas en la tercera ley de newton siempre van a ejercerse en objetos diferentes y nunca pueden cancelarse si pertenecen a la tercera ley de newton lo que sucede aquí es que tenemos dos fuerzas que se están cancelando que son iguales y opuestas pero no son pareja de fuerzas de la tercera ley ya que están en el mismo objeto y de ninguna de estas he dibujado su fuerza compañera vamos a hacerlo tienen que estar en algún lugar vamos a quitar esto regresamos con esto y vamos a irnos un poco más despacio para encontrar las dos fuerzas compañeras vamos a mencionar los objetos que están interactuando esta fuerza morada no la voy a llamar fg de hecho tengo que ponerle que es la fuerza que está actuando en el objeto a y esta fuerza es provocada por el objeto que es el planeta llamado tierra este objeto que es el planeta tierra está ejerciendo esta fuerza de gravedad en el objeto a y esta fuerza de gravedad si queremos ser cuidadoso es la fuerza que se ejerce sobre el objeto a provocada por el otro objeto que es nuestro planeta tierra y ahora si me es fácil encontrar cuál es la fuerza acompañante la podemos encontrar simplemente intercambiando estas etiquetas así que en lugar de tener la fuerza causada por la tierra debo de tener una fuerza igual y opuesta que es la fuerza en la tierra ejercida por la caja y si es opuesta quiere decir que va a estar apuntando hacia arriba y esa es una fuerza que se ejerce en el planeta tierra y es provocada por la caja y es algo realmente bastante extraño de imaginar porque aunque la tierra esté ejerciendo una fuerza en este objeto o en ustedes significa que también tanto la caja como ustedes están jalando a la tierra y podría parecer ridículo ya que si por ejemplo nosotros brindamos pues brincamos y volvemos a caer al suelo nosotros nos movemos pero la tierra se queda sin moverse y si las fuerzas fueran iguales como es posible que si yo brinco la tierra no se mueva nuevamente esto es porque aunque las fuerzas sean iguales la aceleración o el resultado de estas fuerzas no tiene por qué ser igual la aceleración no es la misma porque nuestra masa es tan pequeña comparada con la masa de la tierra que básicamente no va a haber aceleración para la tierra aún cuando las fuerzas en nosotros y en la tierra sean iguales estas dos son la pareja de fuerzas de la tercera ley de newton y estas dos siempre van a estar juntas tienen que ser iguales no importa qué pase estas dos fuerzas siempre van a ser iguales sin importar si esta caja es muy delgadita o es muy chiquita se esté acelerando o no se esté acelerando si esté pegada en una pared o asentada en una mesa o incluso calle no por el espacio estas dos fuerzas deben siempre ser opuestas e iguales esto es debido a la tercera ley de newton y ahora qué pasa con esta otra fuerza que estaba ejerciendo la mesa sobre la caja esta es la fuerza en la caja ejercida por la mesa y ahora me es muy fácil encontrar la fuerza acompañante de esta que acabo de dibujar simplemente voy a invertir las etiquetas aquí y en lugar de ser una fuerza hacia arriba va a ser una fuerza hacia abajo tiene la dirección opuesta es una fuerza hacia abajo que se ejerce en la mesa y es ocasionada por la caja así que aquí tengo mi otra fuerza que está en la mesa y es ocasionada por a y es igual y opuesta a la fuerza que la mesa ejerce sobre la caja estas dos fuerzas son la pareja de fuerzas de la tercera ley de newton estas fuerzas van a ser siempre iguales y opuestas sin importar que pase la fuerza en ejercida por la mesa y la fuerza en la mesa ejercida por la caja siempre siempre van a ser iguales y en dirección opuesta pero la fuerza en a ejercida por la mesa no tiene por qué ser igual a la fuerza ejercida en la caja ocasionada por la tierra resuelta coincide que sean iguales y opuestas al menos en el caso en el que no tenemos aceleración alguna pero si pusiéramos todo esto dentro de un elevador o dentro de algún cohete que tenga una gran aceleración hacia arriba aun cuando tengamos una aceleración hacia arriba la pareja de fuerza siempre va a ser igual así que la fuerza en a por la mesa va a ser igual a la fuerza en la mesa por y siempre van a ser iguales y de la misma manera la fuerza en la tierra pura y la fuerza en a por la tierra también siempre van a ser iguales pero ahora estas dos fuerzas ya no van a ser iguales pues porque no son pares de fuerzas podrían ser iguales y opuestas en ciertas circunstancias pero no siempre tiene que ser así generábamos esta caja hacia arriba esta fuerza debido a la aceleración en la caja va a tener que ser mayor que la fuerza en la caja por la tierra y éstas ya no serán iguales resumimos lo que hablamos la tercera ley de newton es un enunciado de fuerzas que se encuentran en objetos diferentes y debido a que son objetos diferentes estas fuerzas nunca se pueden cancelar para encontrar la fuerza acompañante de la tercera ley de newton solamente intercambiamos las etiquetas de los nombres de los objetos después de haber identificado el par de objetos que están interactuando la pareja de fuerzas de la tercera ley de newton tienen que tener la misma magnitud y el sentido opuesto pero es la misma magnitud sin importar que uno de los objetos sea más masivo que el otro o cualquier otra propiedad que nos haga parecer que puede tener una mayor fuerza en la tercera ley de newton si estos son los objetos que están interactuando sus fuerzas su pareja de fuerzas siempre tendrá la misma magnitud y dirección opuesta las fuerzas se generan instantáneamente y hay que tener cuidado porque algunas fuerzas dan la impresión de ser pareja de fuerzas dan la impresión de ser pares de fuerzas o fuerzas compañeras que son iguales y opuestas pero no necesariamente son parejas de la tercera ley de newton podrían ser iguales y opuestas por alguna otra razón