Si sobre un cuerpo no actúa ninguna fuerza, éste podrá estar detenido o en movimiento rectilíneo y uniforme. El principio o ley de la inercia señala que al no actuar ninguna fuerza sobre un cuerpo, éste mantendrá su condición de reposo (detención o movimiento rectilíneo uniforme). En hechos cotidianos es observable esta ley. Por ejemplo, cuando un automóvil cambia su velocidad, frenando, acelerando o virando, los pasajeros tienden a seguir el movimiento que tenían antes de aplicar la fuerza. Si el vehículo frena, sus pasajeros sienten como si algo los empujara hacia adelante; cuando el vehículo acelera, se siente como si algo los empujara hacia atrás, y cuando el auto dobla a la derecha, como si algo lo empujara hacia la izquierda. Evidentemente, en ninguno de estos casos hay algo que lo empuje, ya que son sensaciones producto de la inercia o tendencia del cuerpo a seguir moviéndose del modo como venía haciéndolo.
Otra observación de la ley de inercia se realiza al colocar un lápiz o una goma de borrar (o ambos) sobre una hoja de papel. Al tomar la hoja y deslizarla lentamente sobre la mesa, tanto la goma como el lápiz se moverán junto con ésta. Si la hoja se hace deslizar lo más rápidamente posible, la goma y/o el lápiz se quedarán prácticamente en el mismo lugar. Del mismo modo algunos magos sacan el mantel de una mesa sin que se muevan las copas, platos y jarrones. El truco es aplicar el principio de inercia. En ambos casos la situación debe cumplir dos condiciones: la masa de los objetos que están sobre el mantel no puede ser muy pequeña, y el roce entre los objetos y el mantel no debe ser muy grande.
Las fuerzas aplicadas a los objetos son proporcionales a la masa del objeto y a la aceleración que éste adquiere. Esto se conoce como la segunda ley de Newton, o principio de masa, que se expresa:
F= ma; (1)
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Por lo tanto, mientras mayor sea la fuerza sobre un cuerpo, mayor aceleración experimentará y, por otra parte, una misma fuerza producirá mayor aceleración mientras menor sea la masa del cuerpo sobre el cual actúa.
La expresión matemática de este principio (1) define el concepto de fuerza e incluye el principio de inercia. En efecto, si F = 0, necesariamente la aceleración es igual a cero; es decir, el cuerpo está en reposo o bien se mueve a velocidad constante.
De la expresión (1) vemos que la unidad de fuerza debe ser igual al producto entre la masa y la aceleración del cuerpo. El sistema de unidades generalmente usado es el MKS o Sistema Internacional (S.I.). En éste las unidades básicas son: metro para longitud, kilogramo para masa y segundos para el tiempo. Por lo tanto, las fuerzas se miden con el producto entre las unidades de masa y aceleración, kg•m/s2, unidad que se denomina newton, N.
La fuerza, al igual que el desplazamiento y la velocidad, posee una dirección y sentido en el espacio, las cuales estarán determinadas por la aceleración. Por ejemplo, un automóvil viaja en la dirección norte-sur, con sentido hacia el norte, como se indica en la figura:
