Segunda Ley de Newton – Calculadora (F = m·a)

Calcular	Calcular fuerza
Fuerza	50 N
Masa	5 kg
Aceleración	9,8 m/s²

Calcular

Calcular fuerza

Fuerza

50 N

Masa

5 kg

Aceleración

9,8 m/s²

Última actualización: 2026-05-18

La Segunda Ley de Newton – F = m·a

La Segunda Ley de Newton establece que la fuerza neta que actúa sobre un objeto es igual a su masa multiplicada por su aceleración. Esta relación conecta tres magnitudes fundamentales — fuerza (F), masa (m) y aceleración (a) — en una única expresión:

F = m \times a

Esta calculadora resuelve la ecuación en tres direcciones. Selecciona un modo e introduce las otras dos magnitudes:

Calcular fuerza — dada la masa y la aceleración, obtener la fuerza neta.
Calcular masa — dada la fuerza y la aceleración, obtener la masa.
Calcular aceleración — dada la fuerza y la masa, obtener la aceleración resultante.

Las tres leyes de Newton en contexto

Para entender mejor la Segunda Ley, conviene repasar las tres:

Primera ley (inercia) — Un objeto en reposo permanece en reposo, y un objeto en movimiento continúa moviéndose con velocidad constante, salvo que actúe una fuerza neta sobre él.
Segunda ley (F = ma) — La fuerza neta sobre un objeto es igual a su masa multiplicada por su aceleración. La dirección de la aceleración coincide con la de la fuerza neta.
Tercera ley (acción y reacción) — A toda acción le corresponde una reacción igual y de sentido contrario.

La Primera Ley describe cualitativamente que las fuerzas producen cambios en el movimiento; la Segunda lo cuantifica.

Cómo funciona el cálculo

Calcular la fuerza (F = m × a)

F = m \times a

Ejemplo — frenada de un coche: Un vehículo de 1200 kg desacelera a 5 m/s²:

F = 1200\ \text{kg} \times 5\ \text{m/s}^2 = 6000\ \text{N}\ (6\ \text{kN})

Esta es la fuerza de frenado que los neumáticos deben transmitir al asfalto.

Calcular la masa (m = F / a)

m = \frac{F}{a}

Ejemplo — cohete pequeño: Un motor de 500 N produce una aceleración de 20 m/s²:

m = \frac{500\ \text{N}}{20\ \text{m/s}^2} = 25\ \text{kg}

Calcular la aceleración (a = F / m)

a = \frac{F}{m}

Ejemplo — ciclista: Masa total (bicicleta + persona) de 80 kg, fuerza neta de 160 N (ignorando resistencia del aire):

a = \frac{160\ \text{N}}{80\ \text{kg}} = 2\ \text{m/s}^2

Partiendo del reposo, alcanza 36 km/h en 5 segundos.

Calcular la fuerza (F = m × a)

F = \frac{m \times a}{g_c}

Ejemplo — un objeto en caída: Una bola de 2 lb cae cerca de la superficie terrestre, donde g ≈ 32,174 ft/s². Aquí g_c = 32,174 lb·ft/(lbf·s²) convierte la libra-masa en libra-fuerza:

F = \frac{2\ \text{lb} \times 32.174\ \text{ft/s}^2}{32.174} = 2\ \text{lbf}

Un objeto de 2 lb pesa 2 lbf en la superficie: en el sistema anglosajón, el peso en lbf coincide numéricamente con la masa en lb.

Calcular la masa (m = F / a)

m = \frac{F \times g_c}{a}

Ejemplo — empuje de un cohete: un motor de 80 lbf produce una aceleración de 16 ft/s²; la masa efectiva acelerada es:

m = \frac{80\ \text{lbf} \times 32.174}{16\ \text{ft/s}^2} = 160.87\ \text{lb}

Calcular la aceleración (a = F / m)

a = \frac{F \times g_c}{m}

Ejemplo — empujar una caja: una fuerza neta de 20 lbf actúa sobre una caja de 40 lb. La aceleración es:

a = \frac{20\ \text{lbf} \times 32.174}{40\ \text{lb}} = 16.087\ \text{ft/s}^2

Eso es aproximadamente la mitad de g, así que la caja gana velocidad rápidamente mientras dura el empuje.

Ejemplos cotidianos

Peso (fuerza gravitatoria)

El peso es la fuerza que la gravedad ejerce sobre una masa:

P = m \times g = m \times 9{,}80665\ \text{m/s}^2

Una persona de 70 kg tiene un peso de $70 \times 9{,}80665 \approx 686{,}5\ \text{N}$ en la superficie terrestre.

Lanzamiento de un balón

Un balón de fútbol de 450 g al que se le aplica una fuerza media de 810 N durante el impacto:

a = \frac{810\ \text{N}}{0{,}45\ \text{kg}} = 1800\ \text{m/s}^2

Esa aceleración, aplicada durante unos pocos milisegundos, es la que da velocidad al balón.

Cohete de aficionados

Motor de 20 N en un cohete de 0,5 kg:

a = \frac{20\ \text{N}}{0{,}5\ \text{kg}} = 40\ \text{m/s}^2 \approx 4{,}1\ g

El cohete acelera unas 4 veces más que la caída libre.

Masa vs. peso

Magnitud	Símbolo	Unidad SI	Definición
Masa	m	kilogramo (kg)	Cantidad de materia; no cambia con el lugar
Peso	P	Newton (N)	Fuerza gravitatoria; depende de g local

Comparativa para un objeto de 5 kg:

En la Tierra (g = 9,80665 m/s²): P ≈ 49,03 N
En la Luna (g ≈ 1,62 m/s²): P ≈ 8,1 N
En el espacio (g ≈ 0): P ≈ 0 N

La masa siempre es 5 kg; el peso varía con la gravedad.

Unidades

Magnitud	Unidad SI	Símbolo	Relación
Fuerza	Newton	N	1 N = 1 kg·m/s²
Masa	kilogramo	kg	unidad base
Aceleración	metros por segundo al cuadrado	m/s²	unidad base

Para fuerzas grandes (cargas en estructuras, propulsión de cohetes) se usan kilonewtons (kN; 1 kN = 1000 N). En el sistema anglosajón: 1 lbf ≈ 4,448 N.

Limitaciones del modelo

La Segunda Ley de Newton es extremadamente precisa para los cálculos técnicos y educativos del día a día. Deja de ser válida en dos situaciones:

Velocidades relativistas (v ≥ 0,1 c): A velocidades superiores al 10 % de la velocidad de la luz, la inercia del objeto aumenta de forma significativa y debe aplicarse la Relatividad Especial de Einstein.
Escala cuántica: A nivel atómico y subatómico, el comportamiento de las partículas se rige por la mecánica cuántica (ecuación de Schrödinger), no por las leyes de Newton.

Preguntas frecuentes (FAQ)

¿En qué consiste la Segunda Ley de Newton?

La Segunda Ley de Newton establece que la fuerza neta sobre un objeto es igual a su masa por su aceleración: F = m × a. Despejando: m = F / a y a = F / m. Se aplica a objetos de masa constante a velocidades muy inferiores a la de la luz.

¿Cómo se calcula la fuerza a partir de la masa y la aceleración?

Multiplica la masa (en kg) por la aceleración (en m/s²). Ejemplo: un coche de 1200 kg que frena a 5 m/s² experimenta una fuerza de 1200 × 5 = 6000 N (6 kN). La dirección de la fuerza coincide con la de la aceleración.

¿Cuál es la unidad de la fuerza?

La unidad SI de fuerza es el newton (N). Por definición, 1 N es la fuerza que acelera 1 kg a 1 m/s² (1 N = 1 kg·m/s²). Para fuerzas grandes se usan kilonewtons (kN; 1 kN = 1000 N). En el sistema anglosajón, la unidad equivalente es la libra-fuerza (lbf): 1 lbf ≈ 4,448 N.

¿Cuál es la diferencia entre masa y peso?

La masa (m) mide la cantidad de materia y no cambia con la ubicación. El peso (P) es la fuerza gravitatoria: P = m × g, donde g es la aceleración de la gravedad local (9,80665 m/s² en la superficie terrestre). Un objeto de 5 kg pesa 5 × 9,80665 ≈ 49,03 N en la Tierra, pero solo unos 8,1 N en la Luna (g ≈ 1,62 m/s²).

Aviso legal

Los cálculos asumen masa constante y velocidades no relativistas (v ≪ c). La Segunda Ley de Newton no es aplicable a velocidades próximas a la de la luz ni a escalas cuánticas. Los cálculos de peso usan la gravedad estándar (9,80665 m/s²); la aceleración gravitatoria real varía según la ubicación.

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