Información Académica
Universidad Mariano Gálvez
de Guatemala
Facultad de Humanidades
Profesorado de Enseñanza Media en Pedagogía, Física y Matemática
Desarrollo de la Competencia de la Física I
🎓
José Fernando
Marroquín Rosa
Jalapa, abril de 2026
Matemáticas aplicadas al mundo real ✨
⚛ Física I — Leyes de Newton
1 / 11
📐 Capítulo 4 — Dinámica
Leyes de Newton
y Resolución de
Problemas

Relación entre fuerza, masa y aceleración — Las leyes de Newton explican cómo y por qué se mueven los objetos. Son fundamentales para entender la física del movimiento.

🎯 Conceptos clave Fuerza · Masa · Aceleración · Inercia · Acción-Reacción
Conceptos fundamentales

Concepto de Fuerza

  • Una fuerza es un empuje o jalón que actúa sobre un objeto.
  • Las fuerzas pueden cambiar el estado de reposo o movimiento de un objeto.
  • La fuerza tiene magnitud y dirección — es una cantidad vectorial.
  • Se representa con flechas proporcionales a su intensidad.
📦 Ejemplos cotidianos
🛒
Empujar un carrito
Fuerza de contacto aplicada horizontalmente.
🪢
Jalar una cuerda
Tensión transmitida a lo largo del hilo.
🌍
La gravedad
Fuerza a distancia que atrae todo hacia la Tierra.
Primera Ley

Ley de la Inercia

"Todo objeto continúa en su estado de reposo o velocidad uniforme en una línea recta, en tanto no actúe sobre él una fuerza neta."

  • La inercia es la resistencia de un objeto a cambiar su estado de movimiento.
  • A mayor masa → mayor inercia.
  • Un objeto en reposo sigue en reposo; uno en movimiento sigue en movimiento.
🚌 Ejemplo clásico
Un autobús escolar frena bruscamente y todas las mochilas en el piso comienzan a deslizarse hacia adelante.
No es una fuerza la que las empuja — es su inercia.
Segunda Ley

Relación: Fuerza, Masa y Aceleración

  • La aceleración es directamente proporcional a la fuerza neta aplicada.
  • La aceleración es inversamente proporcional a la masa del objeto.
  • La dirección de la aceleración coincide con la de la fuerza.
⚡
Fuerza (N)
Causa del movimiento. 1 N = 1 kg·m/s²
⚖️
Masa (kg)
Cantidad de materia / inercia del cuerpo.
🏎️
Aceleración (m/s²)
Cambio de velocidad por unidad de tiempo.
Segunda Ley de Newton
F = m · a
Fuerza = Masa × Aceleración
Análisis

Interpretación de la Segunda Ley

📈
↑ F → ↑ Aceleración
Si la fuerza aumenta, la aceleración aumenta (masa constante).
📉
↑ m → ↓ Aceleración
Si la masa aumenta, la aceleración disminuye (fuerza constante).
➡️
Misma dirección
La aceleración apunta siempre en la misma dirección que la fuerza.
🛒 Ejemplo ilustrativo
Si empujas un carrito vacío y uno lleno con la misma fuerza, ¿cuál acelera más?
El carrito vacío — menor masa → mayor aceleración. a = F / m
Metodología

Pasos para Resolver Ejercicios

1
Identificar los datos conocidos: fuerza (F), masa (m), aceleración (a).
2
Determinar la incógnita: ¿qué valor se necesita encontrar?
3
Seleccionar la fórmula adecuada según la incógnita.
4
Sustituir los valores numéricos con sus unidades.
5
Resolver la operación matemática.
6
Verificar que las unidades sean coherentes (N, kg, m/s²).
🔢 Tres fórmulas derivadas
F = m·a
Calcular Fuerza
m = F/a
Calcular Masa
a = F/m
Calcular Aceleración

💡 Consejo: Escribe siempre las unidades junto a los números para detectar errores y verificar el resultado.

Ejemplo resuelto

Encontrando la Aceleración

📋 Planteamiento
Una fuerza de 1 530 N actúa sobre un objeto con masa de 300 kg. ¿Cuál es la aceleración?
🔎 Datos
  • F = 1 530 N
  • m = 300 kg
  • a = ? (incógnita)
📐 Procedimiento
Fórmula: a = F / m
Sustitución: a = 1 530 / 300
Operación: a = 5.1 m/s²
✅ La aceleración es 5.1 m/s²
Unidades: N/kg = m/s² ✓
Ejemplo resuelto

Encontrando la Masa

📋 Planteamiento
Un objeto experimenta una fuerza de 23 N y tiene una aceleración de 5.6 m/s². ¿Cuál es su masa?
🔎 Datos
  • F = 23 N
  • a = 5.6 m/s²
  • m = ? (incógnita)
📐 Procedimiento
Fórmula: m = F / a
Sustitución: m = 23 / 5.6
Operación: m ≈ 4.1 kg
✅ La masa del objeto es ≈ 4.1 kg
Unidades: N/(m/s²) = kg ✓
Tercera Ley

Acción y Reacción

"Siempre que un objeto ejerce una fuerza sobre un segundo objeto, éste ejerce una fuerza igual en la dirección opuesta sobre el primero."

  • Para toda acción existe una reacción igual y opuesta.
  • Las fuerzas de acción y reacción actúan sobre objetos diferentes.
  • Nunca se cancelan entre sí — actúan en cuerpos distintos.
🧱
Mano y pared
Al empujar una pared, la pared empuja de regreso con igual fuerza.
🚀
Cohete
Los gases salen hacia atrás; el cohete es empujado hacia adelante.
🚶
Caminar
El pie empuja el suelo; el suelo empuja el pie hacia adelante.
Mundo real

Aplicaciones en la Vida Cotidiana

Las fuerzas generan movimiento en todo lo que nos rodea.

🛒
Carrito del supermercado
Una fuerza aplicada le da aceleración. Mayor carga → más fuerza necesaria.
🚗
Acelerar un automóvil
El motor genera fuerza. Las llantas empujan el suelo; el suelo impulsa el auto (3ª Ley).
⚽
Patear un balón
El pie ejerce fuerza sobre el balón y le imparte aceleración en dirección del golpe.
✈️
Despegue de un avión
Los motores expulsan gases hacia atrás; los gases empujan el avión hacia adelante.
🔬 En todos los casos: ΣF = ma — una fuerza neta genera aceleración
Cierre

Conclusiones Clave

⚖️
Las Leyes de Newton
Explican el movimiento de los objetos en el universo — desde un carrito hasta un cohete espacial.
🔢
La Segunda Ley es práctica
F = ma permite resolver problemas reales. Conociendo dos variables, siempre encontramos la tercera.
🎯
Aceleración y sus factores
La aceleración depende directamente de la fuerza e inversamente de la masa del objeto.
1ª
Ley de la Inercia
Sin fuerza neta → sin cambio de movimiento.
2ª
F = m·a
La fuerza neta determina la aceleración.
3ª
Acción – Reacción
Toda fuerza genera una fuerza igual y opuesta.