Introducción: Newton, la base de la astronáutica
Desde su publicación en 1687, las leyes de Newton han sido la piedra angular de la mecánica clásica. Estas tres leyes describen cómo se comportan los cuerpos bajo fuerzas y han permitido que, siglos después, diseñemos cohetes capaces de llegar a la órbita terrestre y más allá. Como exploramos en profundidad en el episodio 59 de Astro Podcast, comprender la relación entre inercia, fuerza, aceleración y acción-reacción es vital para entender por qué los vehículos de SpaceX funcionan con tanta eficiencia. En este artículo desgranamos cada ley y vemos ejemplos concretos en los cohetes más icónicos de SpaceX, como el Falcon 9 y el futuro Starship.
Ley de la inercia y el despegue: vencer el reposo
La primera ley de Newton, o ley de inercia, afirma que un objeto permanecerá en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme a menos que una fuerza neta actúe sobre él. En el contexto del despegue de un cohete Falcon 9, esta “fuerza neta” debe superar la resistencia de la gravedad y la inercia masiva del sistema. El Falcon 9 pesa aproximadamente 549 054 kg al despegue, incluyendo 395 700 kg de propulsor en la primera etapa ([worldspaceflight.com](https://www.worldspaceflight.com/addendum/us_rockets/falcon9.php?utm_source=openai)). Para poner en movimiento ese bloque de más de medio millón de kilos, los nueve motores Merlin generan una fuerza total de hasta 7 686 kN al nivel del mar (9 × 854 kN por motor) ([device.report](https://device.report/manuals/falcon-payload-users-guide-spacex?utm_source=openai)). Hasta que no se aplica esta fuerza, el cohete no abandona la plataforma de lanzamiento. Por eso, la fase inicial del despegue es crítica: es el momento en que la ley de inercia se ve enfrentada al empuje combinado de los motores, arrancando el vehículo desde el reposo absoluto. Además, SpaceX utiliza un encendido secuencial de los Merlin para verificar presión y temperatura antes de todos encenderse a plena potencia, aumentando la fiabilidad y cumpliendo a rajatabla la ley de inercia.
Ley de la fuerza y la aceleración: F=ma en acción
La segunda ley de Newton establece que la fuerza neta aplicada a un objeto es igual al producto de su masa por su aceleración (F = m·a). En un cohete, la masa no es constante: a medida que quema combustible, el propulsor consume cerca de 395 700 kg en apenas 162 segundos de ascenso de la primera etapa, reduciendo la masa del vehículo gradualmente ([nasa.fandom.com](https://nasa.fandom.com/wiki/Falcon_9?utm_source=openai)). Al inicio, con plena carga, la aceleración en vertical es de aproximadamente 7 686 kN / 549 054 kg ≈ 14 m/s², es decir, alrededor de 1,4 g adicionales a la gravedad terrestre. Conforme se vacía el tanque, la masa disminuye y, sin ajustar potencia, la aceleración aumentaría notablemente. Para mantener límites estructurales y proteger la carga útil, los Merlin regulan su empuje reduciendo momentáneamente la potencia cerca de Max Q, el punto de máxima presión dinámica en la atmósfera. Este control preciso fusiona a la perfección la fórmula F = m·a con ingeniería de motores y dinámica de fluidos, demostrando cómo la ley se aplica en tiempo real durante el vuelo del cohete ([www1.grc.nasa.gov](https://www1.grc.nasa.gov/beginners-guide-to-aeronautics/newtons-laws-of-motion/?utm_source=openai)).
Ley de acción y reacción: el empuje de los motores Merlin
La tercera ley, acción y reacción, nos dice que por cada fuerza ejercida existe una fuerza igual y opuesta ([science.nasa.gov](https://science.nasa.gov/learn/basics-of-space-flight/chapter3-2/?utm_source=openai)). En el caso de un motor de cohete, la “acción” es la expulsión de gases a alta velocidad a través de la tobera, y la “reacción” es el empuje que impulsa el cohete en sentido contrario. Los Merlin 1D del Falcon 9 generan un impulso expulsando gases a más de 3 050 m/s (Isp = 311 s en vacío × 9,81 m/s²) ([space-x.fandom.com](https://space-x.fandom.com/wiki/Falcon_9?utm_source=openai)). Con estos parámetros, la cantidad de masa de gases (ṁ) multiplicada por su velocidad de eyección (vₑ) define el empuje (F = ṁ·vₑ), una aplicación directa de la tercera ley. Esta interacción no requiere un medio externo; incluso en el vacío del espacio, basta con expulsar la masa expulsada en sentido contrario para generar el empuje que mantiene la aceleración del vehículo.
El diseño de Falcon 9: optimizando la tercera ley
El Falcon 9 no solo agrupa nueve motores para aumentar el empuje inicial, sino que optimiza el diseño de la tobera y la disposición de los motores (configuración Octaweb) para un flujo de gases más uniforme y sistemas de control vectorial de empuje (gimbaling). La tobera de la versión vacuum (MVac) en la segunda etapa cuenta con un mayor ratio de expansión, aumentando la Isp hasta 312 s y mejorando el rendimiento en órbita ([en.wikipedia.org](https://en.wikipedia.org/wiki/Falcon_9?utm_source=openai)). SpaceX también subenfría el oxígeno (66,5 K) y el RP-1 (266,5 K) en el Falcon 9 Full Thrust para densificar el propulsor y extraer más masa en el mismo tanque, lo que repercute directamente en un empuje mayor sin alterar significativamente la masa de la estructura ([en.wikipedia.org](https://en.wikipedia.org/wiki/Falcon_9_Full_Thrust?utm_source=openai)). Cada detalle en el diseño está pensado para maximizar el beneficio de la tercera ley, desde la geometría de las toberas hasta la secuencia de encendido de los motores.
Reutilización y las leyes de Newton: precisión y control
La recuperación de la primera etapa del Falcon 9 es un ballet en el que las leyes de Newton brillan por su aplicación casi artística. Tras separar la segunda etapa, la primera vuelve a la Tierra invirtiendo su empuje: en un burn de entrada, quema parte del propulsor restante para reducir velocidad y emplea la tercera ley expulsando gases en sentido contrario al de la caída ([spacelaunchlive.com](https://spacelaunchlive.com/engines/merlin-1d/?utm_source=openai)). Los grid fins proporcionan fuerzas aerodinámicas que, junto al nuevo pulso de los motores, regulan la trayectoria. Para el aterrizaje, los Merlin se inclinan (gimbal) y ajustan su empuje al milímetro, cumpliendo la segunda ley en cada fracción de segundo y asegurando que la inercia residual se compense para posarse verticalmente sobre la barcaza o la plataforma terrestre. Este ciclo de empujes demuestra un control exquisito de la física newtoniana.
Perspectivas futuras: Starship y más allá
En el horizonte, la Starship de SpaceX ampliará estos principios con la propulsión Raptor. Estos motores de metano y oxígeno líquido alcanzan impulsos específicos superiores (Isp ≈ 350 s) y un empuje de ~2 300 kN por motor en su versión Raptor 2 ([en.wikipedia.org](https://en.wikipedia.org/wiki/SpaceX_Raptor?utm_source=openai)). Al agrupar 33 Raptors en la primera etapa, las fuerzas totales se disparan a más de 75 MN, pero el principio sigue siendo el mismo: inercia, fuerza y acción-reacción gobiernan cada momento del vuelo. La densidad de propulsor superenfriado (-150 °C) y la arquitectura de ciclo completo a presurización premix hacen de Starship un laboratorio en continuo ajuste de las leyes de Newton. Estos avances no solo prometen llevarnos a Marte, sino que redefinen la manera en que interactuamos con el espacio, aprovechando al máximo cada molécula de propulsor y cada vatio de energía química.
Conclusión
Las tres leyes de Newton no son una teoría abstracta para alumnos de bachillerato, sino la columna vertebral de cada lanzamiento de SpaceX. Desde el momento en que los Merlin superan la inercia del reposo, pasando por el balance F = m·a mientras el vehículo gana velocidad, hasta el empuje de retorno de la primera etapa, cada fase ilustra a la perfección la inercia, la relación entre fuerza y aceleración y la acción-reacción. Si queréis profundizar en este tema, en el episodio 59 lo desgranamos con detalle y añadimos anécdotas, curiosidades históricas y preguntas de los oyentes. No os perdáis cómo a Astro Podcast os contamos cómo la física clásica impulsa nuestra carrera espacial.
Escucha ahora el episodio 59: Cómo Newton hizo volar a SpaceX
Si quieres estar al día de futuros episodios, suscríbete a nuestra newsletter, explora nuestro catálogo de episodios o conócenos mejor.
Fuentes
- Newton’s Laws of Motion – NASA Glenn Research Center
- Falcon 9 – Wikipedia, última actualización mayo 2026
- Falcon User’s Guide – SpaceX, septiembre 2021
- Space Launch Report: SpaceX Falcon 9 Data Sheet – NASA SMA, octubre 2025
- Merlin Engine – Everything Explained, enero 2026
- SpaceX Raptor – Wikipedia, última actualización mayo 2026