¿Por qué era difícil caminar en la misma dirección que la aceleración del tren y más fácil al revés?

El otro día mientras caminaba en la misma dirección que el tren aceleraba. Entonces me encontré con esta pregunta. Por favor si la contestaran, tengo mucha curiosidad por saber. Pero cuando caminé en la dirección opuesta mientras el tren aceleraba, entonces fue más fácil.

Las premisas no son muy precisas: es fácil/difícil caminar cuando el tren está acelerando , no solo moviéndose.
¿Podría agregar más detalles en el cuerpo de su pregunta, por favor? ¿En qué dirección, en oposición a qué otra dirección?
En realidad, esta no es una cuestión de física, sino más bien una cuestión de biomecánica humana. Si alguien tira de una alfombra debajo de sus pies, ¿es más fácil mantenerse erguido si la tiran hacia adelante o hacia atrás?

Respuestas (5)

Por inercia. Cuando el tren acelera, y si solo está parado dentro del tren, tiende a caer hacia atrás. Debido a esa tendencia a caer hacia atrás, es más fácil caminar en la dirección de esa tendencia y difícil caminar en dirección opuesta a la tendencia.

Creo que el operador hizo una gran pregunta y especificó la aceleración, aunque no creo que eso importe. Se han realizado estudios con cintas de correr y se ha comprobado que es más fácil que correr por el suelo. No tiene que hacer ningún trabajo para mantener el impulso hacia adelante porque la caminadora viene hacia usted. Por otro lado, si un tren se alejara de ti, tendrías que esforzarte aún más que caminar por el suelo para mantenerte. Parte de su energía se usa verticalmente moviéndose hacia arriba y hacia abajo, pero es el movimiento horizontal lo que marca la diferencia en lo que pide el OP.

Esta respuesta no es correcta. La respuesta correcta es que sí depende de la aceleración y NO depende de la velocidad. No es más difícil ni más fácil caminar hacia adelante en un tren cuando el tren se mueve a una velocidad constante. Es más fácil correr en una caminadora que en el suelo, porque no tienes que vencer la resistencia del aire en una caminadora. Eso no tiene relación con caminar dentro de un tren, donde SÍ tienes que superar la resistencia del aire.

Cuando estás parado en un tren y acelera, tu propia inercia trata de luchar contra esta aceleración. Para evitar deslizarte hacia la parte trasera del tren, para mantenerte inmóvil con el tren, te apoyas contra el piso y usas tus músculos para absorber los efectos de la aceleración que se te transmite. Recuerde, cuando camina, sus piernas empujan repetidamente contra el suelo, acelerando su cuerpo hacia adelante en cada paso que da y luego disminuye la velocidad entre pasos. Entonces, pararse en un tren que acelera es, para sus piernas, como si estuviera avanzando continuamente con esa cantidad de aceleración. Con suerte, todos me siguen hasta ahora.

Ahora, digamos que quieres caminar en la misma dirección que la aceleración. Además de la aceleración que ya están proporcionando (la cantidad que asegura que tu velocidad coincida con la del tren), tus piernas deben proporcionar una aceleración adicional en la misma dirección. Si desea caminar en la dirección opuesta, puede lograrlo hasta cierto punto simplemente permitiendo que sus piernas se relajen y no coincidan con la aceleración del tren. Entonces, su propia inercia hará que se incline hacia la parte trasera del tren, lo que hará que parezca más fácil moverse en esa dirección.

¿El resultado? Esto sería equivalente a estar de pie sobre una pequeña pendiente o una colina (tenga en cuenta que el principio de equivalencia de la relatividad general dice que esto es, de hecho, exactamente equivalente a estar de pie sobre una colina); es más difícil caminar colina arriba (con el tren) que colina abajo.

El mensaje para llevar a casa es que las cosas odian acelerar. Cuando algo como un tren acelera a nuestro alrededor, tenemos que esforzarnos más para que nuestros cuerpos mantengan esa aceleración y aún más para adelantarlo, de lo contrario, el piso del tren simplemente se movería debajo de nosotros y nos deslizaríamos hacia atrás. .

En un tren acelerando estás en un marco de referencia no inercial. Experimenta una fuerza ficticia que parece estar tirando de usted en la dirección opuesta a la aceleración del tren.

Cuando esta fuerza ficticia se combina con la atracción hacia abajo de la gravedad (que en realidad es otra fuerza ficticia, pero no entremos en eso), el efecto neto es que caminar en la dirección de la aceleración del tren se siente como caminar cuesta arriba; caminar en la dirección opuesta se siente como caminar cuesta abajo.

La fuerza ficticia también se puede observar de otras formas. Una canica en el piso del tren rodará "cuesta abajo"; una plomada no será perpendicular al piso del tren; y el nivel del agua en un vaso no será paralelo al piso del tren.

En realidad, la aceleración del tren no es necesaria, siempre que se esté moviendo, su energía cinética se ve afectada por el movimiento del tren, porque:

E=1/2 mv 2

La energía cinética (E) es la cantidad de energía que se necesita para hacer que un objeto de cierta masa (m) se mueva. La fórmula matemática se relaciona con la velocidad (v, o rapidez) al cuadrado . Se necesita 4 veces más energía para hacer que algo se mueva el doble de rápido.

Entonces, si estaba caminando en la dirección del tren en movimiento, está agregando a su propia energía cinética existente (ya está en el tren en movimiento, por lo que ya tiene la misma energía cinética), por lo que es mucho más difícil que usted esperar (dependiendo de la velocidad del tren - ¡cuanto más lento, más difícil!), mientras que si caminas hacia el otro lado, estás restando a tu energía cinética (lo contrario), por lo que notarás una marcada diferencia si comparas " adelante" y "atrás" en el mismo tren.

La próxima vez que estés en un tren lento, ¡pruébalo y verás!

La energía cinética no es la energía para "hacer que un objeto se mueva", es la energía que tiene un objeto en movimiento .
La relatividad dice que esto está mal. Si estás en el tren, siempre puedes asumir que la velocidad es cero antes de que comience a acelerar. Su energía cinética anterior en relación con algún otro marco de referencia es irrelevante
Si esto fuera cierto (en ausencia de aceleración), ¡entonces sería más fácil caminar hacia el este que hacia el oeste!
Esto es una tontería, la teoría dice que es imposible saber si estás en un tren que se mueve a una velocidad constante de 100 km/h, en un tren que no se mueve en absoluto o en un tren que se mueve en reversa a 100 km/h (ignorando el ruido, la vibración, la y el paisaje que pasa corriendo). Cualquier experimento de física realizado en cada tren tendrá resultados idénticos.
De acuerdo, detractores: el tren es de 1 m / s (paso a pie), pesas 70 kg, bajas (desde una pasarela lateral) a un generador de cinta de correr. paso en la dirección opuesta al tren, 1-1=velocidad cero=0 energía en la caminadora. da un paso de lado (ni a favor ni en contra del tren, y tu energía cinética es E = 0,5 mv^2 mientras la cinta de correr te frena para descansar, que es de 70 kg/2 1 m/s ^2, que son 35 julios. Da un paso *con la dirección del tren, 1+1=2m/s velocidad, entonces, al cuadrado es 4. E=120 julios ¿Cómo perdiste 35 caminando en un sentido, pero ganaste 103 en el otro, si no era más difícil dar el paso?
Sugerencia cortés para todos los que quieran votar negativamente o comentar sobre esta respuesta correcta: LEA WIKIPEDIA primero ( en.wikipedia.org/wiki/Kinetic_energy ), y tómese el tiempo para comprender la relación entre la velocidad y la energía, y ponga algunos números en una hoja de cálculo para ver lo que está pasando. Mejor aún, no digas nada hasta que pruebes esto tú mismo en un tren LENTO. NB: Debe ser lento, a gran velocidad, su mísero extra/menos 1 m/s no será una diferencia notable .
¿Qué pasa si el tren viaja hacia el oeste en lugar de hacia el este?
Vale la pena señalar que así como el cambio en la energía cinética establecida al pasar de estar parado en el tren a caminar en el tren varía dependiendo de qué tan rápido se mueve o no el observador en relación con el tren, el trabajo realizado por la misma fuerza aplicada para causar el el cambio de estado depende del observador. El teorema del trabajo-energía funciona para todos los observadores aunque no estén de acuerdo en la magnitud de las cosas que aparecen a cada lado. En otras palabras: te equivocas, se necesita el mismo esfuerzo en un tren parado que en un tren en movimiento.
@AnonCoward Sí, su propio cambio de energía puede ser diferente para un paso hacia adelante o hacia atrás, pero el cambio de energía total es el mismo para ambos. Está ignorando los efectos en el propio tren: a medida que avanza, está minando el KE del tren y agregándolo al suyo. A medida que retrocede, transfiere su propio KE al tren. El cambio total en KE (es decir, el trabajo realizado) es la suma del cambio en KE de la persona y el cambio en KE del tren. Este valor puede variar según el marco de referencia, pero es el mismo para un paso hacia adelante o hacia atrás, independientemente del marco.
@dmckee - Aborda mis matemáticas. Los números no mienten y presta atención a la pregunta original del OP . Su observación era sobre un tren EN MOVIMIENTO, pero las primeras respuestas (incorrectas) lo convencieron de cambiar (erróneamente) la palabra "EN MOVIMIENTO" por "ACELERANDO". Si tenía razón, y no es energía adicional para que el OP gane 103J como lo fue para perder 35J, entonces, ¿cómo hace los cálculos para probar eso?
Ya te hablé de matemáticas. Lo que afecta la energía cinética es el trabajo neto (ese es el teorema del trabajo y la energía). El trabajo es la fuerza aplicada (anti-)paralela al movimiento multiplicada por la distancia sobre la que se aplica. Tanto un observador en el vehículo como uno en el suelo ven la misma fuerza, pero la ven aplicada a diferentes distancias, por lo que concluyen que realiza diferentes cantidades de trabajo. En ambos casos ven que el trabajo es igual al cambio en la energía cinética. Ergo, ambos concluyen que la fuerza requerida es la misma. Si desea una respuesta detallada, haga una pregunta.
En serio. ¿Alguna vez te has levantado y caminado en un vuelo de una aerolínea? Lo he hecho muchas veces. Aparte de que generalmente hay unos pocos grados de inclinación hacia la cubierta, es como caminar por la casa. Incluso he hecho malabares en un avión en pleno vuelo. Estar en movimiento relativo a la Tierra no afecta la cinemática básica del movimiento. Esa no es la relatividad de Einstein, es la relatividad de Gailleo.
@dmckee: ingrese algunos números para ayudar a resaltar dónde lo ha defraudado su pensamiento. Recuerde que E = .5MV ^ 2 y P = MV y estamos hablando de la experiencia del observador: su idea de "más difícil" significa que necesita ejercer más esfuerzo en una dirección que en la otra, para obtener su velocidad en relación con el tren para parecer el mismo. Su ejemplo de aerolínea pasa por alto mi advertencia: preste mucha atención. Ya dije que a altas velocidades, no se nota la menor diferencia.
Bien, ahora he hecho tanto las matemáticas como el experimento real, como sugeriste. Lo probé en un vehículo de movimiento lento y rápido para probar si había una diferencia notable. También calculé las matemáticas de acuerdo con la teoría especial de la relatividad. Los resultados del experimento concuerdan con las matemáticas. Literalmente no había diferencia entre rápido y lento y no tiene nada que ver con la energía cinética del tren.
@AnonCoward La energía cinética es relativa. Tu energía cinética con respecto al tren es mv^2 / 2, donde v es tu velocidad con respecto al tren. Como su velocidad en relación con el tren es la misma independientemente de si se mueve con o contra el tren, la energía cinética también es la misma. Es decir, la cantidad de esfuerzo necesario para comenzar a caminar con o contra el tren es la misma.
¿Por qué era difícil caminar en la misma dirección que la aceleración del tren y más fácil al revés?
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