¿Cuál es la fuerza que realmente impulsa a un humano hacia adelante en un tren o automóvil?

Esta pregunta surge después de mucho debate con algunos compañeros estudiantes de ingeniería y estamos buscando una respuesta teórica más que nada.

Cuando estás sentado en un tren o en un automóvil, ¿cuál es el fenómeno real que impulsa al pasajero en la dirección del movimiento? Todos estamos de acuerdo en que una vez que se lleva a cabo el proceso de combustión, este impulsa el movimiento del pistón, lo que eventualmente resulta en un movimiento de rotación a través del eje que eventualmente hace girar las ruedas del vehículo. Esto empuja el vehículo hacia adelante debido a la presencia de fricción que actúa contra la fuerza aplicada hacia adelante (de lo contrario, simplemente estaría resbalando).

Nuestra confusión parece surgir aquí. ¿Cómo se traduce este movimiento en el ser humano real impulsado hacia adelante? Obviamente necesitamos fricción en la cabina del vehículo o de lo contrario el humano no se movería con el movimiento del tren.

Pero, ¿se convierte esto en un problema de impulso para explicar el fenómeno de cómo el ser humano es impulsado hacia adelante? Algunas personas piensan que es la fuerza de fricción la que impulsa al ser humano hacia adelante, pero desde mi perspectiva, esto no parece tener sentido y puede explicarse mejor a través de la conservación del impulso.

Cualquier explicación newtoniana sobre este asunto sería muy apreciada. Los FBD también serían fantásticos.

Antes de ofrecer una respuesta, tengo una pregunta que me ayudará a comprender su razonamiento. No estoy muy seguro de cómo identificarías las fuerzas a partir del principio del impulso. Puedes profundizar sobre eso?
Si conduces una moto sin respaldo, comprobarás fácilmente que es la fuerza de contacto con el respaldo. Hay videos divertidos, como youtube.com/watch?v=0ozeRnlxvFE Para un tren o autobús, es la fricción del piso, pero solo funcionará con aceleraciones bajas.
No está claro lo que estás preguntando. ¿Por qué la propulsión del propio vehículo y todos los demás contenidos (por ejemplo, asientos, chasis, rueda de repuesto, motor, equipaje, etc.) no es un problema pero la propulsión del pasajero es un problema? ¿Qué tiene de especial el pasajero que requiere una explicación aparte?

Respuestas (2)

Como dijiste, el motor del automóvil hace que las ruedas giren, y la fricción con el suelo traduce ese movimiento de rotación en un movimiento de traslación del automóvil.

La fuerza que empuja al pasajero hacia adelante es simplemente la fuerza normal con la silla, que resulta del hecho de que no puedes atravesar la silla. Si realmente quieres entrar en los detalles, es porque, a medida que te mueves en la silla, aprietas sus átomos más juntos. La repulsión electromagnética resultante entre ellos es lo que crea la fuerza normal.

Por otro lado, la fuerza que empuja hacia adelante una caja que se encuentra en el piso del automóvil es la fricción con el piso del automóvil. Así que no siempre es la fuerza normal.

Es la fuerza de contacto que es responsable del movimiento del ser humano en un vehículo. La fuerza de contacto tiene dos componentes, uno es la fricción y otro es la reacción normal. Si está parado en un autobús sin sostener nada, entonces la fricción entre usted y el piso del autobús lo llevará en la dirección del movimiento del autobús. Alternativamente, puede evitar por completo la fricción y usar la reacción normal aferrándose a un poste con fuerza con el pie levantado del suelo. El uso de la fricción se puede explicar de la siguiente manera:

Asume que eres el bloque 2 y vehiculo a bloquear 1 . F en bloque 1 se puede considerar como la fuerza motriz del motor del vehículo. Tenga en cuenta que si no hubo fricción entre los bloques, entonces F simplemente alejará el bloque 1 y bloquear 2 se quedará como está. Es la fuerza de fricción entre los bloques la que es responsable de impulsar el bloque. 2 .

Obviamente por la misma fuerza F , la velocidad del bloque 1 sería mayor si no hubiera bloque 2 . En relación con el momento, para una fuerza F el impulso será el mismo en presencia o ausencia de bloqueo 2 .

Fricción

"En mi opinión..." Tal vez esta sea solo su frase, pero en Physics SE, "en mi opinión" hace que suene como si estuviera expresando creencias o conjeturas, no los hechos definitivos a los que nos gusta apuntar en Physics SE en respuestas
Su elección de la palabra “componente” al describir la fuerza de contacto es confusa. La fricción o las fuerzas normales no son componentes sino fuerzas en sí mismas. Quizás sería mejor hablar de dos partes de la fuerza de contacto, o sugerir que es la suma de dos fuerzas.
Si realiza una suma vectorial de la fuerza de fricción y la reacción normal, obtendrá la fuerza de contacto. Entonces, la fricción (F) y la reacción normal (N) son dos componentes de la fuerza de contacto ( C → ). Matemáticamente, C → = F i ^ + norte j ^
¿Cuál es la fuerza que realmente impulsa a un humano hacia adelante en un tren o automóvil?
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