El llamado «cuarto principio de Newton» es una referencia a la Tercera Ley de Newton, también conocida como la Ley de Acción y Reacción. Esta ley fundamental de la física clásica establece que «a toda acción siempre se opone una reacción igual y opuesta». En términos más simples, esto significa que si un objeto A ejerce una fuerza sobre un objeto B, entonces el objeto B ejerce una fuerza de igual magnitud pero en dirección opuesta sobre el objeto A.
Este principio es crucial en la mecánica clásica y proporciona la base para comprender cómo interactúan los objetos en el universo físico. Fue formulado por Sir Isaac Newton en su obra monumental «Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica», publicada por primera vez en 1687. Newton desarrolló este principio como parte de sus leyes del movimiento, las cuales revolucionaron nuestra comprensión del mundo físico y sentaron las bases para la física moderna.
Para entender la Tercera Ley de Newton en profundidad, es esencial desglosar su significado y aplicaciones en diversos contextos físicos. En primer lugar, la ley establece que las fuerzas siempre se presentan en pares de acción y reacción. Esto implica que cuando un objeto empuja o tira de otro objeto, el segundo objeto simultáneamente ejerce una fuerza equivalente en magnitud pero en sentido opuesto sobre el primero.
Un ejemplo clásico de esta ley se encuentra en el movimiento de un cohete espacial. Cuando los motores del cohete expulsan gases hacia abajo, ejercen una fuerza hacia arriba sobre el cohete. Esta fuerza es la acción. Como reacción, el cohete experimenta una fuerza hacia abajo debido a la expulsión de gases, lo que lo impulsa hacia arriba en el espacio. Otro ejemplo cotidiano ocurre al caminar: al empujar hacia atrás sobre el suelo con el pie, el suelo ejerce una fuerza hacia adelante sobre el pie en reacción.
La tercera ley de Newton es fundamental para entender la conservación del momentum y la dinámica de sistemas complejos. Implica que en un sistema aislado, las fuerzas internas se equilibran, lo que conduce a la conservación del momentum lineal y angular. Esta ley también se aplica en escenarios microscópicos, como las interacciones entre partículas subatómicas, donde las fuerzas fundamentales actúan de acuerdo con este principio.
Es importante destacar que la Tercera Ley de Newton es válida en un marco de referencia inercial, es decir, en ausencia de fuerzas externas netas. En situaciones donde hay aceleraciones no compensadas o fuerzas externas significativas, las aplicaciones directas del principio pueden volverse más complejas y requieren consideraciones adicionales de la dinámica del sistema.
En resumen, el cuarto principio de Newton, o más precisamente la Tercera Ley de Newton, es una piedra angular de la física clásica que describe la relación fundamental entre las fuerzas que actúan sobre los cuerpos físicos. Su formulación por Isaac Newton marcó un hito en la comprensión científica y sigue siendo fundamental para la enseñanza y la aplicación de la física en diversos campos de estudio y tecnológicos hasta la actualidad.