¿Por qué las fuerzas de par no violan la Primera Ley de Newton?

Si tienes un objeto aleatorio en reposo y le aplicas un par , la fuerza neta que actúa sobre él es cero. Sin embargo, debido a que un momento actúa sobre él, comienza a girar.

Entonces, tenía un objeto en reposo, se le aplicó una fuerza neta de cero y ahora se está moviendo. ¿Por qué esto no viola la Primera Ley de Newton?

Todavía estás aplicando un par neto, el análogo rotacional de una fuerza. Por lo tanto, el objeto cambiará su momento angular (comenzará a girar).
@Danu Pero la Ley de Newton dice que la fuerza neta debe ser distinta de cero, no de torsión. El par no es cero, pero la fuerza sí lo es. ¿No es eso una violación?
Ambas fuerzas no actúan sobre la misma (parte de la) cosa y, por lo tanto, las leyes de Newton no nos dicen que deben cancelarse.
@Danu Buts es un cuerpo rígido, entonces, ¿no se puede tratar todo como una "cosa"?
@Danu Si no, ¿cómo puedes saber dónde termina una "cosa" y termina la otra "cosa"?
El hecho de que la fuerza neta sea cero no significa que el par neto sea cero. Es cierto que si una fuerza dada es cero, entonces el momento de torsión debido a la fuerza también es cero. Pero si dos fuerzas suman cero, eso no significa que los momentos de torsión debidos a las dos fuerzas suman cero. Si F1 actúa en un punto r1 y F2 actúa en un punto r2, entonces es posible que F1 + F2 = 0 pero (r1 cruza F1) + (r2 cruza F2) no es igual a cero.
Definitivamente puedes tratar el cuerpo rígido como un sistema, pero lo único que puedes concluir del hecho de que la fuerza neta sobre el sistema es cero es que el centro de masa no se moverá. Mira mi respuesta.
Por definición, el centro de gravedad no se mueve. De hecho, para averiguar el centro de gravedad de un elemento, aplique un par puro y observe el centro de movimiento. Esto también se aplica a los sistemas articulados.

Respuestas (1)

La primera ley de movimiento de Newton para una partícula puntual establece que una partícula en reposo permanecerá en reposo y una partícula en movimiento permanecerá en movimiento a menos que una fuerza desequilibrada actúe sobre ella. En otras palabras, si la fuerza neta sobre la partícula es cero, la velocidad de la partícula permanecerá constante. La primera ley de movimiento de Newton para un sistema de partículas establece que si la fuerza externa neta sobre un sistema es cero, entonces la velocidad del centro de masa del sistema permanecerá constante. No dice nada acerca de la velocidad de cada una de las partículas.

Entonces, si el centro de masa del cuerpo rígido está inicialmente en reposo y no hay una fuerza externa neta, entonces el centro de masa seguirá estando en reposo. Pero eso no significa que las partes individuales del cuerpo rígido permanecerán en reposo. Hay dos formas de pensar en esto. Una forma es aplicar la primera ley de Newton a cada parte del cuerpo rígido: si dos fuerzas actúan sobre el cuerpo rígido, pero actúan en dos lugares diferentes, entonces una parte del cuerpo rígido solo experimentará una de las fuerzas, por lo que puede moverse. La otra forma de pensar en esto es usar la versión angular de la primera ley de Newton: si el momento de torsión externo neto en un cuerpo rígido es cero, entonces la velocidad angular del cuerpo rígido es constante. Dado que hay un par externo en nuestro ejemplo, no es necesario que la velocidad angular sea constante,

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