La ley de la inercia es el primer código teorizada por Isaac Newton, un físico, filósofo, teólogo, inventor, alquimista y matemático inglés.
Esta Ley establece que en un cuerpo permanecerá en un estado de reposo, es decir, en velocidad cero o de movimiento rectilíneo a velocidad constante, siempre y cuando una fuerza externa neta no actúe sobre él.
En física se dice que un sistema tiene más inercia cuando resulta más difícil lograr un cambio en estado físico del mismo. Esta Ley establece que, si un cuerpo dado no está sujeto a la acción de fuerzas, mantendrá sin cambio su velocidad (en magnitud y dirección). Esta propuesta se le debe originalmente a Galileo, pero Isaac Newton la adoptó como la primera de sus leyes para describir el movimiento de cuerpos.
Esta ley parece ser menos compleja que las otras dos leyes de Newton, ya que no tiene una expresión matemática y además parece una derivación de su segunda ley (F = m a), ya que la aceleración de un objeto es nula (su velocidad es constante) cuando existen fuerzas actuando sobre él. El sentido original de esta Ley es que no se necesitan fuerzas para mantener constante el movimiento de los cuerpos, sino solamente para cambiar la magnitud o la dirección de su velocidad.
Sistemas de Referencia Inerciales
La primera ley de Newton define un tipo especial de sistemas de referencia conocidos como sistemas de referencia inerciales, que son aquellos desde los que se observa que un cuerpo sobre el que no actúa ninguna fuerza neta se mueve con velocidad constante.
Un sistema de referencia con aceleración (y la aceleración normal de un sistema rotatorio se incluye en esta definición) no es un sistema inercial, y la observación de una partícula en reposo en el propio sistema no satisfará las leyes de Newton (puesto que se observará aceleración sin la presencia de fuerza neta alguna). Se denominan sistemas de referencia no inerciales.
Es imposible encontrar un sistema de referencia inercial, ya que siempre hay algún tipo de fuerzas actuando sobre los cuerpos; no obstante, siempre es posible encontrar un sistema de referencia en el que el problema estudiado se pueda tratar como si se estuviese en un sistema inercial.
En muchos casos, la Tierra es una buena aproximación de sistema inercial, ya que a pesar de contar con una aceleración traslacional y otra rotacional, ambas son del orden de 0.01 m/s² y, en consecuencia es posible considerar que un sistema de referencia de un observador en la superficie terrestre es un sistema de referencia inercial.
Ejemplos de aplicación de la Ley de Inercia
- Un auto se mueve a una velocidad de 100 m/s durante todo un viaje. Calcular el valor de la fuerza externa neta aplicada sobre él.
Al leer el problema se encuentra que el único dato que da es que el auto viaja todo el camino a:
v = 100 m/s.
El enunciado de la Ley de Inercia establece que en un cuerpo permanecerá en un estado de reposo (velocidad cero) o de movimiento rectilíneo a velocidad constante, siempre y cuando una fuerza externa neta no actúe sobre él.
O lo que es lo mismo que decir que la fuerza externa neta aplicada sobre el auto es igual a 0 Newton, es decir:
F = 0 N.
- Una bola atada a una cuerda. Debido a la fuerza centrípeta de la cuerda (tensión), la masa sigue la trayectoria circular, pero si en algún momento la cuerda se rompiese, la bola tomaría una trayectoria rectilínea en la dirección de la velocidad que tenía la bola en el instante de rotura. Tras la rotura, la fuerza neta ejercida sobre la bola es 0, por lo que experimentará, como resultado de un estado de reposo, un movimiento rectilíneo uniforme.
