Leyes del Movimiento para Tu Stop Motion

Hoy vamos a hablar de Física, concretamente del tratado de Newton sobre las Leyes Universales del Movimiento de 1687.  Se trata de tres leyes que contienen toda la base del conocimiento actual de la física sobre los movimientos. Haremos una breve descripción de cada una de ellas con ejemplos  y aprenderemos cómo poder aplicar estos recursos en vuestras animaciones. Son conceptos universales por lo que, además del Stop Motion, son aplicables a cualquier otra técnica.

Primera ley de Newton o Ley de INERCIA

 "Todo cuerpo mantiene su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas impresas sobre él"

Breve explicación: Muy sencillo, un objeto permanecerá estático o en reposo hasta que una fuerza externa lo afecte. Una vez en movimiento en línea recta el objeto no parará hasta que una fuerza externa actúe sobre él, pudiendo afectar su velocidad, dirección o forma.

Ejemplo: Una pelota estará quieta siempre en la cochera hasta que algo o alguien le aplique una fuerza. Ésta fuerza puedes ser tú dándole una patada o puede ser una corriente de aire que lo mueva. Una vez le das la patada a la pelota el movimiento sería infinito pero hay fuerzas externas a la pelota que la frenan -como el rozamiento con el suelo y el aire o una segunda persona que para la pelota.

Segunda ley de Newton o ley fundamental de la DINÁMICA

"El cambio de movimiento es directamente proporcional a la fuerza aplicada y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se aplica"

Breve Explicación: Un objeto aumenta su aceleración (varía su velocidad) en la dirección en la que ha sido aplicada la fuerza. Cuanto mayor sea ésta fuerza mayor será la aceleración.

Ejemplo: Si damos una patada a la pelota siempre irá recta hacia adelante, nunca hacia atrás. El golpe con el pie es la fuerza, y si le damos fuerte la pelota varía su velocidad con mayor grado por lo que se mueve con mayor aceleración.

Ahora si juntamos las 2 primeras leyes: Cuanto mayor sea la masa de un objeto, mayor será la inercia que tiene y será necesaria una fuerza más grande para mover el objeto y cambiar su velocidad o acelerarlo.

Ejemplo: Si damos con la misma fuerza una patada a una pelota de fútbol y una de tenis, la aceleración será mayor para la pelota de tenis. Ésta pesa menos por lo que su inercia es mayor y la velocidad que adquiere será también mayor. En ambos casos la dirección es la misma si golpeamos las pelotas desde el mismo sitio, pero la pelota de tenis mantendrá su dirección por más tiempo.

Tercera ley de Newton o principio de ACCIÓN y REACCIÓN

"Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria: quiere decir que las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentido opuesto.

Breve explicación: Esta ley es algo más abstracta. Viene a decir que cualquier fuerza que se le aplica a un objeto produce una reacción por parte del objeto de la misma intensidad que la fuerza que hemos aplicado pero en sentido contrario.

Ejemplo: Volvemos a la pelota. Cuando damos la patada a la pelota, ésta devuelve la fuerza de nuestra patada hacia el pie. Seguramente estés pensando,¿Entonces por que sale volando la pelota al golpearle? Aquí es donde entra en juego la masa. Si golpeamos a una pared esta también nos devuelve esa fuerza que aplicamos pero en éste caso como su masa es tan grande no se mueve. El retroceso de un arma que empuja el hombro de quien la dispara es un ejemplo de que la fuerza aplicada nos es devuelta en la dirección opuesta a la trayectoria de bala.

Breve explicación en 2 minutos de las tres leyes de newton:

Ademas de estas tres leyes del Movimiento, Newton desarrolló la llamada Ley Universal de la Gravitación o Ley de la Gravedad. Con ella se explica que todos los objetos caen a la misma velocidad si no tenemos en cuenta otras fuerzas como pueden ser la fricción. El ejemplo más claro es el de la pluma y el martillo, ambos tocarían el suelo en el mismo momento pero la fricción del aire hace que en la realidad no ocurra así y la pluma tarde más.

APLICACIONES DE LAS LEYES DEL MOVIMENTO A TUS ANIMACIONES

Como hemos comentado al principio, son leyes universales por lo que podrás intentar aplicarlo lo mejor posible a lo largo de cualquier animación siempre que haya movimiento. Recuerda que la primera ley de Newton es lo que nos dice que si no hay fuerza no hay movimiento.

Bien, pues ahora solo queda pensar en cuales son los movimientos que realizan tus objetos o personajes. Para que sea práctico, pondremos ejemplos de distintos movimientos y veremos en base a la Física cual sería su comportamiento. ¡Manos a la obra!

1- Dos objetos se golpean
Cosas a tener en cuenta: El peso de cada una de ellas, la inercia del movimiento cuando son golpeados, la velocidad que cada objeto tiene antes y despues del golpe. En función de todo ello los objetos se moveran o no, tomaran una dirección u otra y una velocidad determinada que tardará más o menos tiempo en disminuir.
2- Lanzamiento de un objeto
Cosas a tener en cuenta: Igual que el paso ejemplo anterior, pero teniendo en cuenta además las fuerzas de fricción y el retroceso o fuerza contraria al caer al suelo. El objeto lanzado tendrá en un inicio una dirección recta pero más tarde la velocidad disminuirá por la fricción y la gravedad, de forma que cambiará la direcció. Por último piensa como rebota, que dirección toma, velocidad, duración del movimiento,...etc.
3- Lanzamiento de un objeto verticalmente
Cosas a tener en cuenta: Cuando lanzamos algo verticalmente la velocidad aumenta en un principio de forma proporcional a la fuerza. Luego va disminuyendo hasta que hay un punto en el que el objeto se detiene para volver a bajar. Una vez baja, la velocidad va aumentando progresivamente. Si vas a mostrar el golpe en el suelo tendrás que tener en cuenta el rebote, ya que la fuerza que aplica el objeto al suelo es devuelta por la tierra y en función de la masa el comportamiento será distinto. 
4- Tropiezo de un personaje
Cosas a tener en cuenta: Cuando tropezamos estando en movimiento poseemos una inercia por lo que hay que tener en cuenta cual es la direccion en la que se produce el movimiento. El ejemplo más claro son las curvas ya que un motorista en una curva que cae de su moto no sigue la dirección de la curva sino una línea recta desde el puento en el que se desestabiliza la moto y cae.
5- Rebote de un objeto que cae
Cosas a tener en cuenta: El punto tres lo describe un poco. A más altura la fuerza que se aplica sobre la tierra al caer será mayor (A no ser que se alcance la velocidad máxima que ya no se puede sobrepasar). De ésta forma que la fuerza que la tierra aplicará cuando se produzca el choque con ella será igual de fuerte pero de dirección contraria, por lo que si el objeto es más ligero rebotará más que si es muy pesado. Ten en cuenta que puede que se clave en el suelo si el objeto es muy pesado ya que su masa contraresta la fuerza contraria de la que hablamos.

6- Giro de dos objetos unidos por una cuerda
Cosas a tener en cuenta: Se aplican las misma leyes lo único que tienes que has de comprender como se reparten las fuerzas. Imagina que tienes un objeto ligero atado a uno muy pesado, este último no se moverá y tirará del ligero. Cuando son los pesos similares, piensa en la tercera ley de newton que cada fuerza se contrarresta con su contraria. Por ejemplo dos pelotas unidas por una cuerda, al golpear una ésta tomara una dirección y velocidad que hará que la segunda tome otra dirección y velocidad en función de donde esté la cuerda. Pero más tarde la segunda pelota también hará modificar a la primera.(Este ejemplo lo desarrollaremos con más clama en otro post, estate atento al blog!!)


Espero que te sirva de ayuda para que a la hora de mover tus personajes u objetos tengas en cuenta estos principios básicos del movimiento. Así podrás darle más realismo a tu Animación Stop Motion. Pronto hablaremos de más principios básicos de la Animación.