¿Existen fuerzas que no impliquen un cambio en la cantidad de movimiento?

estoy familiarizado con la ecuacion

F → = metro a →
Me pregunto si es posible que algo ejerza una fuerza sobre otro objeto sin cambiar el impulso de dicho objeto. Mi pregunta es: ¿la fuerza se define como un cambio de impulso? Si ese es el caso, mi pregunta no tiene sentido. Pero si no lo es. ¿Cuál es el marco subyacente?

Además, cuando algún fenómeno hace que cambien los espines o el momento angular de las partículas subatómicas, ¿significa que el fenómeno hizo que la partícula se acelerara o desacelerara? ¿Qué es la fuerza en el marco de la mecánica cuántica? ¿La definición de fuerza solo se aplica a la mecánica clásica? (Nota al margen: no estoy muy familiarizado con la mecánica cuántica. Me disculpo de antemano...)

¿Quieres que tu marco sea inercial? Si no es así, considere que se ejerza alguna fuerza sobre usted, desde su propia perspectiva, su impulso no cambiará. (Esto, por supuesto, puede explicarse por fuerzas ficticias).

Respuestas (6)

Puede tener múltiples fuerzas ejercidas sobre un objeto que suman cero. Entonces no habrá cambio de impulso. Piensa en nosotros dos apoyados contra lados opuestos de una puerta con la misma fuerza. La puerta no cambia de impulso, ni ninguno de nosotros. Estoy ejerciendo una fuerza sobre mi silla mientras estoy sentado aquí.

En mi humilde opinión, esta es la respuesta más apropiada, aunque las otras dan una buena idea de las ecuaciones de fuerza generales.
Creo que en este caso diríamos que, si bien puede haber múltiples fuerzas actuando sobre un objeto, o incluso que se ejercen múltiples fuerzas sobre el objeto, no se ejerce ninguna fuerza neta sobre el objeto.
@BobGilmore Siempre me ha intrigado esta idea de un objeto completamente inanimado, que de repente aplica fuerza a algo. Cuando me siento en mi silla, ¿por qué la fuerza comienza a aplicar fuerza ahora y no antes? Se siente casi arbitrario. Quiero decir, sé que es el caso, y que es una ley, pero no entiendo por qué es tan necesario.
No estoy completamente seguro de que esto sea apropiado solo porque la fuerza neta de los objetos en su ejemplo es cero. Individualmente, cada una de las fuerzas provocaría un cambio en la cantidad de movimiento, por lo que no es como si tuvieran la propiedad especial de romper la segunda ley de Newton.
@Cruncher La silla sufre un cambio mínimo cuando comienza a ejercer una fuerza hacia arriba: está siendo aplastada bajo su peso, como un resorte.
@Cruncher La silla en realidad está aplicando fuerza sobre usted (y sobre usted) antes de sentarse en ella, pero la magnitud de la fuerza es demasiado pequeña para que tenga un efecto notable (se cae por el cuadrado de la distancia cuando usted estás lejos de eso). A medida que te acercas a la silla, la fuerza de repulsión entre tus átomos y los átomos de la silla crece, hasta que estás en "contacto", pero eso realmente significa que te das cuenta de que no puedes moverte más debido a las fuerzas eléctricas que equilibran la gravedad. .
Esta respuesta sería perfecta con una ecuación: ∑ F → = o metro a → o d pags d t , destacando la suma.

En realidad, la segunda ley de Newton se expresa mejor como

F = d pags d t
y esto es válido incluso en relatividad, tanto SR como GR, expresada de la manera correcta
F m = d pags m d τ = metro d tu m d τ = metro tu v ∇ v tu m
(para partículas masivas), por lo que clásicamente las fuerzas siempre implican un cambio en el momento. En QFT, el concepto clásico de fuerza no es útil y hablamos de interacciones, pero generalmente también cambian el impulso.

Respondiendo más directamente a su pregunta, creo que una fuerza no se define como el cambio del impulso sino como la causa de ese cambio.

No, todas las fuerzas implican un cambio en el impulso.

En la mecánica clásica, la fuerza se define como un cambio en el momento.

En la teoría cuántica de campos, las partículas interactúan mediante el intercambio de uno o más bosones (ver diagramas de Feyman) . Estos bosones siempre tienen momento y, por lo tanto, el momento de las partículas que interactúan también cambia.

Todas las fuerzas desequilibradas : consulte la respuesta de Ross Millikan.

Una relación universal es que la fuerza ejercida sobre un objeto es igual a la derivada temporal del momento. Sin fuerza, sin cambio de impulso, viceversa.

No es exactamente lo que estabas preguntando, pero cualquier fuerza ejercida perpendicularmente a la dirección del movimiento no cambia la magnitud del momento, aunque sí cambia la dirección .

Dos ejemplos son la fuerza ejercida por un campo magnético uniforme sobre una partícula cargada en movimiento y la fuerza de gravedad sobre un satélite en una órbita perfectamente circular.

Pero el impulso es inherentemente una cantidad vectorial, por lo que esto realmente no responde a su pregunta.

¡Absolutamente no es cierto! A medida que agrega velocidad en una dirección perpendicular, la magnitud del impulso cambiará. El momento es un vector.
No entiendo por qué el -1. Dije explícitamente en mi respuesta que "el impulso es inherentemente una cantidad vectorial". Además, me habían hecho creer que para tener un movimiento circular uniforme (magnitud constante del momento pero dirección variable) tenía que haber una fuerza perpendicular a la dirección del movimiento. ¿Puede explicar por qué eso está mal?
En el movimiento circular uniforme, dado que la magnitud de la cantidad de movimiento es constante, sabemos que a medida que la cantidad de movimiento aumenta en una dirección, debe disminuir en otra. Entonces, en este caso, la fuerza no es perpendicular, sino que en realidad incluye una parte de la fuerza en una dirección opuesta al movimiento, y la dirección de la fuerza debe cambiar constantemente. Si agrega una fuerza perpendicular, la magnitud del impulso aumentará y, dado que la fuerza permanece perpendicular, seguirá aumentando el impulso en esa dirección.
Está bien, veo las suposiciones que estás haciendo, y creo que sé por qué estás equivocado. Está dividiendo el impulso en dos componentes perpendiculares, ninguno de los cuales está garantizado que sea paralelo o perpendicular a la dirección actual del movimiento. Las componentes x e y de la cantidad de movimiento están cambiando, por lo que la fuerza debe tener ambas componentes x e y. Pero si hace los cálculos, descubrirá que instantáneamente, la fuerza para mantener un movimiento circular uniforme siempre es perpendicular a la velocidad instantánea. No estoy hablando de "agregar" una fuerza perpendicular; Estoy hablando de mantener.
@kleineg La respuesta es correcta. Una manera fácil de ver esto es notar que tal fuerza no realiza trabajo. Por lo tanto, la energía cinética no cambia, por lo que la velocidad permanece constante, lo mismo se aplica a la magnitud del impulso.

Como interpreto su pregunta, hay una (y única) situación en la que "las fuerzas no implican un cambio en el impulso" y es cuando la suma vectorial de las fuerzas es cero . Sin embargo, si quiso decir " fuerza neta ", entonces la respuesta es no .

¿Existen fuerzas que no impliquen un cambio en la cantidad de movimiento?
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