La primera ley de Newton: la ley de la inercia

Kim está montando en monopatín y va hacia la acera. ¡Paremos el vídeo! ¿Qué le pasará a Kim cuando volvamos a poner el vídeo? Y ¿por qué? Para responder a eso, necesitamos saber algunas cosas sobre las leyes físicas que rigen el movimiento de las cosas. Empecemos por aquí, en un terreno plano. ¿Qué sucede cuando Kim acelera el monopatín así? La tabla rueda hacia adelante, pero la velocidad disminuye todo el tiempo y, al final, se detiene. ¿Pero qué es lo que hace que el monopatín se detenga?

Parece que la velocidad se haya agotado. En realidad, el monopatín continúa en línea recta a velocidad constante hasta que se ve afectado por una fuerza. Y la fuerza que afecta al monopatín aquí es la fricción contra el suelo. Hagamos una prueba: llevaremos a Kim al espacio. Aquí no hay ni fricción ni resistencia del aire.

Kim enciende el motor del cohete un momento… ¡Y sigue moviéndose! En línea recta y a velocidad constante. Mientras ninguna fricción ni ninguna otra fuerza afecte al propulsor, continuará a la misma velocidad y en la misma dirección para siempre. O hasta que choque con algo. Esto no sólo ocurre con propulsores y monopatines, sino con todas las cosas en todo el universo.

Para que algo cambie de velocidad o de dirección, debe verse afectado por una fuerza. Y esa fuerza puede ser la fricción. O una patada. O el motor de un cohete. O la gravedad.

Nada cambia de velocidad ni de dirección a menos que esté expuesto a una fuerza. Aquí Kim va en línea recta a velocidad constante. La fricción ralentiza el monopatín. La flecha de fricción apunta hacia atrás. Pero Kim está constantemente pateando para conseguir una nueva velocidad (añadiendo más fuerza) dirigida hacia adelante.

La fuerza de Kim dirigida hacia adelante es exactamente igual de grande que la fuerza de fricción hacia atrás. Si sumamos estas dos fuerzas juntas, se anulan entre sí. El resultado es… ¡ninguna fuerza! Cuando sumamos fuerzas como éstas, llamamos al resultado: fuerza resultante. Cuando la fuerza resultante es cero, decimos que las fuerzas se equilibran.

Y justo aquí las fuerzas se equilibran, la fuerza resultante es cero… y por tanto, aquí, el monopatín mantiene tanto su velocidad como su dirección. Se necesita una fuerza… una fuerza no equilibrada, es decir, una fuerza resultante que no sea cero, para cambiar la velocidad o la dirección de un objeto. Ésta es la primera ley de movimiento de Newton. Podemos expresarla así: un objeto en reposo permanecerá en reposo, y un objeto en movimiento permanecerá en movimiento a la misma velocidad y en la misma dirección, si no es por la acción de una fuerza no equilibrada. Así que ahora que conocemos la primera ley de movimiento de Newton, podemos volver a Kim en la acera. Al principio, tanto Kim como el monopatín se movían.

Luego el monopatín se ve afectado de repente por una fuerza y cambia su velocidad: ¡se detiene! Pero no hay una fuerza que afecte a Kim, por lo que sigue moviéndose a la misma velocidad que antes. Ahora es principalmente la gravedad la que está afectando a Kim. Kim se ve afectada por una fuerza no equilibrada en dirección hacia el suelo y, por lo tanto, cambia de dirección. ¡Ay! Y aquí está la fuerza de fricción que frena el movimiento, hasta que se queda quieta completamente, o mejor dicho, tumbada en el suelo sin moverse.

Ahora no hay fuerzas no equilibradas. La fuerza resultante es cero. El cuerpo de Kim está en reposo y permanece en reposo. Entonces, para que algo cambie de velocidad o dirección, debe estar expuesto a una fuerza. Es como si la materia no quisiera cambiar su velocidad o dirección.

Esta falta de voluntad para cambiar tiene un nombre: inercia. La inercia se considera una propiedad de la materia. Es por ello que la primera ley de movimiento de Newton también se llama la ley de la inercia.