Fuerza sin aceleración

Question

Fuerza sin aceleración

Yashkalp Sharma

Mi duda es muy básica y fundamental, por la segunda ley de Newton podemos decir que $F=\frac{dp}{dt}$ . Por lo tanto, también puede haber casos posibles cuando $F=\frac{dm}{dt}v$ , cuando el cuerpo se mueve con velocidad constante en presencia de una fuerza! Entonces, ¿cuál es el efecto de esa fuerza como un todo, qué está haciendo? Siempre hemos pensado en la fuerza como un agente de aceleración, algo que proporciona aceleración, ¡pero aquí el cuerpo está bajo la influencia de una fuerza neta y aún posee una velocidad constante! Toda esta idea parece ser absurda y alguien puede ayudarme a absorber este concepto.

pedro bernardo

Creo que para eso sirve otra ley de Newton, la de la actio y la reactio. Si no hay aceleración neta que muestra que hay una fuerza que contrarresta la aceleración. Si te saltas ese obstáculo obtienes una aceleración que obedece todas las leyes.

Respuestas (4)

Fuerza sin aceleración

Creo que para eso sirve otra ley de Newton, la de la actio y la reactio. Si no hay aceleración neta que muestra que hay una fuerza que contrarresta la aceleración. Si te saltas ese obstáculo obtienes una aceleración que obedece todas las leyes.

Sebastián Riese · Answer 1

Sí, tal situación es posible, pero ya no está considerando la mecánica de puntos (donde $m$ es por definición constante), sino la mecánica de un sistema que consta de múltiples partículas puntuales. En otras palabras: para llegar a tal ecuación con masa cambiante, debe analizar un sistema de masas puntuales, para cada una de las cuales $F = m\dot v$ (en otras palabras, todo depende de cómo se gane la masa).

Un modelo simple que conduce a una ecuación como la anterior es el siguiente. Considere un objeto, digamos un asteroide, de masa $M$ que se mueve a través del espacio lleno de pequeños objetos en reposo de masa $m$ , digamos polvo. Los objetos pequeños están en reposo. Suponemos que si el objeto grande golpea una partícula de polvo, habrá una colisión completamente inelástica (lo ideal es que ocurra instantáneamente). En otras palabras, podemos calcular la velocidad después mediante la conservación del momento (la energía no se conserva, ya que la deformación no elástica de los dos objetos que chocan genera calor):

pag = METRO v = (METRO + metro) v^{'}

$p = Mv = (M+m)v'$ entonces la velocidad después de tal evento será

v^{'} = \frac{METRO}{METRO + metro} v .

$v' = \frac{M}{M+m} v.$ Ahora podemos decir que

M

$M$ depende de

t

$t$ ya que el asteroide gana masa

m

$m$ cada vez que golpea una partícula de polvo. Cada uno de estos eventos se puede manejar como arriba, el momento se conserva pero la masa del asteroide cambia, en otras palabras, llegamos a la ecuación

F = \dot{pag} = \partial_{t} (METRO (t) v (t)) = \dot{METRO} (t) v (t) + METRO (t) \dot{v} (t) .

$F = \dot p = \partial_t (M(t) v(t)) = \dot M(t) v(t) + M(t) \dot v(t).$ La fuerza

F

$F$ se supone que solo se aplica al asteroide, no al polvo. Entonces, si hay un rastro de polvo que el asteroide barre, la masa se elevará y disminuirá la velocidad, a menos que se aplique una fuerza externa.

La mecánica puntual no requiere masa constante. La mecánica de puntos es una abstracción de los cuerpos que no giran. La masa aún puede variar, como se puede ver en esta pregunta physics.stackexchange.com/q/216895
Sí, puedes hacer eso, pero para comprender el significado físico de esa construcción, debes hacer lo que está haciendo esta respuesta. Si la masa cambia debido a otros mecanismos (p. ej., partículas de polvo con momento distinto de cero), el simple hecho de usar una masa cambiante dará resultados erróneos.
Puedo estar de acuerdo contigo en este ejemplo específico, sin embargo, la dinámica de una partícula puntual con masa variable sigue siendo mecánica de partículas puntuales, que era lo que quería notar.
A tu última ecuación le falta algo. El lado derecho es un impulso, pero el izquierdo y el medio tienen un impulso por tiempo.

alejandro menaya · Answer 2

Esta es la idea detrás de un cohete. Muy simplificado, mientras el cohete pierde masa de combustible, el escape produce empuje

Som V Tambe · Answer 3

La respuesta de su pregunta en sí se encuentra en ella. Has escrito F para que sea igual a $F=\frac{dm}{dt}v$ . ¡Se convierte en un sistema de masa variable como un cohete!

Frobenius · Answer 4

Una visión relativista especial:

En el sistema de descanso $\:\mathcal{S}_{o}\:$ de una partícula, ver ( $\alpha$ ), mediante un mecanismo, la potencia se transfiere a la partícula con una velocidad $\:\overset{\boldsymbol{\cdot}}{\mathrm{q}}_{o}\:$ . Esta tasa es con respecto al tiempo propio $\:\tau\:$ y este poder cambia la masa restante $\:m_{o}\:$ de la partícula:

\begin{matrix} (B-01) & {\overset{\cdot}{q}}_{o} = \frac{d ({metro}_{o} C^{2})}{d τ} = C^{2} \frac{d {metro}_{o}}{d τ} \end{matrix}

$\begin{equation} \overset{\boldsymbol{\cdot}}{\mathrm{q}}_{o}=\dfrac{\mathrm{d}\left(m_{o}c^{2}\right)}{\mathrm{d}\tau}=c^{2}\dfrac{\mathrm{d}m_{o}}{\mathrm{d}\tau} \tag{B-01} \end{equation}$ En otro sistema inercial

S

$\:\mathcal{S}\:$ moviéndose con velocidad constante de 3

- w

$\:\boldsymbol{-}\mathbf{w}\:$ con respecto a

S_{o}

$\:\mathcal{S}_{o}\:$ , la partícula se mueve con velocidad constante

w

$\:\mathbf{w}\:$ , ver (

β

$\beta$ ), bajo la influencia de una 'fuerza'

\begin{matrix} (B-02) & h = \frac{{\overset{\cdot}{q}}_{o}}{C^{2}} w = \frac{d {metro}_{o}}{d τ} w = γ (w) \frac{d {metro}_{o}}{d t} w \end{matrix}

$\begin{equation} \boldsymbol{\mathcal{h}}=\dfrac{\overset{\boldsymbol{\cdot}}{\mathrm{q}}_{o}}{c^{2}}\mathbf{w}=\dfrac{\mathrm{d}m_{o}}{\mathrm{d}\tau}\mathbf{w}=\gamma(w)\dfrac{\mathrm{d}m_{o}}{\mathrm{d} t}\mathbf{w} \tag{B-02} \end{equation}$ Esta 'fuerza'

h

$\:\boldsymbol{\mathcal{h}}\:$ , aunque actúa sobre la partícula, mantiene su velocidad

w

$\:\mathbf{w}\:$ constante. Entonces, su 3-aceleración es

a = d w / d t = 0

$\:\mathbf{a}=\mathrm{d}\mathbf{w}/\mathrm{d}t =\boldsymbol{0}\:$ y en consecuencia su 4-aceleración

A = 0

$\:\mathbf{A}=\boldsymbol{0}$ . Esta 'fuerza' se define como similar al calor .

Enlace: ¿Qué significa que el tensor electromagnético es antisimétrico? .

Fuerza sin aceleración

Yashkalp Sharma

pedro bernardo

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Sebastián Riese

alejandro menaya

Sebastián Riese

alejandro menaya

biofísico

Sebastián Riese

alejandro menaya

Som V Tambe

Frobenius

¿Por qué un balancín (sube y baja) tiende a inclinarse hacia el extremo más pesado?

Tipo de fuerza de ma⃗ ma→m\vec{a}

Aceleración de un cohete en el lanzamiento

Fuerza como cambio en el momento frente al cambio en la velocidad

Masa y segunda ley de Newton

¿Por qué la segunda ley de Newton es F=maF=maF=ma y cómo la "descubrió" Newton? [duplicar]

F=maF=maF = ma y fuerza instantánea

Para una polea sin masa que se mueve hacia arriba con aceleración, ¿la fuerza hacia arriba es igual a la fuerza hacia abajo?

¿Por qué la aceleración debida a la fuerza resultante depende de la masa mientras que la aceleración debida a la gravedad no?

¿Cómo puede haber peso sin movimiento? [duplicar]