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Características de las fuerzas de acción y reacción

as características principales de las fuerzas de acción y reacción fueron destacadas por el propio Newton en los siguientes términos:

«Podemos considerar un cuerpo como atrayente y otro como atraído, pero esta distinción es más matemática que natural. La atracción es en realidad la de cada uno de los cuerpos respecto al otro...»

Las fuerzas de acción y reacción no pueden ser consideradas como fuerzas independientes sino como aspectos parciales de una acción mutua que recibe el nombre de interacción.

«Si un caballo tira de una piedra atada con una soga, el caballo (si puede hablarse así) será igualmente tirado hacia la piedra; pues la cuerda, tensa por la propia tendencia a relajarse, arrastrará tanto el caballo hacia la piedra (hundiendo las cinchas en sus carnes) como a la piedra hacia el caballo (produciendo el movimiento de aquélla).»

Cada una de las fuerzas de una pareja acción-reacción se aplica sobre cuerpos diferentes, por lo que no se anulan, sino que producen en ellos efectos dinámicos que dependerán de sus condiciones (que estén libres o fijos) y de sus características (esencialmente de la masa).

Cuando se considera la fuerza de acción sobre uno de los dos cuerpos se aísla mentalmente de su correspondiente reacción. Éste es el procedimiento característico de la dinámica de un solo cuerpo. El estudio de los dos cuerpos conjuntamente considerados tomará en consideración la fuerza entre ellos como una fuerza interior o de interacción.

Estudio de las parejas de fuerza acción-reacción

Siempre que un cuerpo está apoyado en una superficie, o se mueve deslizándose sobre ella, entran en juego una serie de parejas de fuerzas de acción y reacción que es importante distinguir para comprender el fenómeno físico correspondiente. El caso más interesante lo constituye un cuerpo apoyado sobre un plano inclinado un ángulo a con respecto a la horizontal. Pueden distinguirse en este caso dos parejas de fuerzas acción-reacción que se representan en la figura por las letras

P - P' y N - N' respectivamente.

La pareja P - P' define la interacción gravitatoria. P representa la fuerza de atracción de la Tierra aplicada sobre el cuerpo, es decir, el peso de éste, P' representa la fuerza de reacción con la que el cuerpo atrae a la Tierra y se aplica, por tanto, sobre ella. De acuerdo con la tercera ley de Newton P' = - P; estando ambas aplicadas sobre cuerpos diferentes no se pueden cancelar entre si. Dado que el peso actúa siempre en la dirección de la vertical del lugar, se podrá descomponer en dos componentes, una dirigida paralelamente al plano inclinado P|| y otra dirigida según su perpendicular P^.

La pareja N - N' corresponde a la interacción entre el cuerpo y el plano que lo soporta. N' representa la fuerza con la que el cuerpo oprime al plano y por ello coincide en magnitud y dirección con la componente perpendicular P^del peso, sólo que en este caso dicha fuerza se aplica sobre el plano y no sobre el cuerpo. Nes simplemente la fuerza de reacción de N' y representa por tanto la fuerza que ejerce el plano sobre el cuerpo para soportarlo sin hundirse. Por tratarse de la reacción del plano se le designa frecuentemente con la letra R.

En resumen, dos fuerzas se aplican sobre el cuerpo, su peso P y la fuerza N. La componente P^ queda neutralizada por la reacción del plano N. El hecho de que ambas puedan anularse es debido a que proceden de parejas acción-reacción diferentes lo que hace posible que se apliquen ambas sobre un mismo cuerpo. Sólo queda entonces como fuerza efectiva la componente paralela P||. Esta es, por tanto, la suma vectorial o resultante de P y N como lo muestra el correspondiente triángulo de fuerzas, y a ella se debe el movimiento hacia abajo del cuerpo si no existe fuerza resistente alguna, o si ésta es menor en magnitud que P||.

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