¿Cómo existen teóricamente las colisiones elásticas en la gravedad?

Si tenemos una pelota con una masa de 1 kg, para simplificar, y la dejamos caer desde una altura de 9,8 m, viajará a 9,8 m/s en su velocidad máxima y todo su recorrido tomará 1 segundo. En un sistema perfectamente cerrado sin fricción, resistencia del aire y un suelo perfectamente plano para rebotar, la pelota debería rebotar hasta su altura de 9,8 m. La pelota ejercerá una fuerza de 9,8 N sobre el suelo, y el suelo ejercerá una fuerza de 9,8 kg sobre la pelota, devolviéndola a la altura original.

No entiendo esto, si el suelo ejerce una fuerza de 9.8N sobre la pelota, ¿no debería la pelota capturar el movimiento ya que la gravedad también ejerce una fuerza de 9.8N sobre la pelota en la dirección opuesta, lo que da como resultado una fuerza neta de 0? ?

Esto no es parte de su pregunta, sino de sus suposiciones fáciles: con gramo = 9.8 metro / s 2 , una pelota que dejaste caer 9.8 metro la altura no solo necesita 1 s caer, y su velocidad final no será 9.8 metro / s . ¿Cómo podría? si empieza con v 0 = 0 , y asumes que su velocidad final es 9.8 metro / s , entonces no puede hacer 9.8 metro en un segundo, ya que necesitaría su valor de velocidad final como velocidad constante para hacer esto. :-) Te perdiste un factor de 2 en algún lugar.

Respuestas (2)

¿La pelota ejerce una fuerza de 9.8N sobre el suelo?

Cuando el cuerpo golpea el suelo con velocidad v, rebota con la misma velocidad v si la colisión es elástica, por lo que el cambio de cantidad de movimiento es de 2 mv.

Ahora la clave es el intervalo de tiempo. ¿Cuánto tiempo permanece el objeto en contacto con la pared durante la colisión? Incluso podría ser del orden de microsegundos.

Entonces, la fuerza se convierte en 2mv/t (en promedio, en realidad varía continuamente), lo que la lleva al orden de mega newtons (considerando que v y m están cerca de 1 unidad SI)

El peso aquí es solo mg, que es aproximadamente 10 5 veces menor y apenas crea un cambio en el impulso en el intervalo de tiempo de microsegundos.

Podría querer leer sobre Impulses: https://en.wikipedia.org/wiki/Impulse_(physics)

Solo estoy en mi año preliminar de física, por lo que no tenía tal comprensión del impulso. Ahora sé que la fórmula es F=mv/t, ¿eso significa que cuando 0<t<1 la fuerza será mayor que la fuerza aplicada al objeto original? ¿De dónde viene la fuerza extra en el mundo físico?
La fuerza es electromagnética si ves en una escala micro, porque estás empujando la pelota (y sus electrones) hacia el suelo que también tiene electrones. Esta fuerza es mucho más fuerte que la fuerza gravitacional a una distancia tan corta porque, de lo contrario, la pelota simplemente se hundiría.

Me di cuenta de dónde me equivoqué, la colisión de menos de un segundo hace que el tiempo sea un valor mayor que cero pero menor que 1, ya que dividir por un decimal básicamente es multiplicar, el cambio en el impulso es mayor. Esto se puede explicar en términos de la física newtoniana teniendo en cuenta todo el momento del sistema de la Tierra que debe conservarse. Dado que la bola ejerce un ligero cambio de momento en la Tierra, debe ser repelida a la misma altura para conservar el momento del sistema si la colisión fuera elástica.

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