Me enfrenté a un problema:
Un camión lleno de arena tiene una masa de kg. se mueve a una velocidad constante de 20 . Si en un momento comienza a caer arena a través de un agujero normal al movimiento del camión desde el camión con una tasa de 5 kg/s (debido a una fuerza gravitatoria hacia abajo); ¿Cuál sería la fuerza necesaria para mantener el camión a la misma velocidad inicial constante? Desprecie la resistencia del aire, la fricción, etc.
Solo me preocupa si se conservaría el impulso del camión en la dirección de su movimiento.
Mi intento: No, no lo hará. Porque la conservación del impulso solo funciona para sistemas cerrados. La arena que sale y el objeto que crea el campo gravitatorio están en un sistema cerrado (no en términos de masa constante, sino en términos de ausencia de fuerza externa). Pero, todas las demás partículas de arena y el camión están fuera de este sistema cerrado. Entonces, de acuerdo con la inercia del movimiento, todas las demás partículas mantendrán la misma velocidad. Por lo tanto, la fuerza necesaria
Siéntete libre de señalar mis errores.
Si solo te refieres al impulso del camión, entonces sí, eso se conserva. No hay fuerzas netas que actúen sobre él, así que lo que sea. Esto parece más cercano a la pregunta que se hace, que es una pregunta sobre qué fuerza se necesita en el camión.
Si te refieres a la cantidad de movimiento del camión más la arena que lleva, entonces no, eso no se conserva, porque la cantidad de arena que lleva está disminuyendo.
Si te refieres al impulso del camión más la arena que transportaba originalmente, entonces la respuesta es "probablemente no, pero esto técnicamente depende de cosas que aún no nos has dicho". Entonces, por ejemplo, el camión podría estar moviéndose junto a una cinta transportadora que se mueve exactamente a la misma velocidad, y la arena podría pasar de un conducto a esa cinta transportadora. Si asumimos que este tipo de travesuras aún no han sucedido, entonces sí, cuando la arena se encuentre con el camino, habrá una fuerza neta sobre ella que cambiará su impulso.
Si te refieres a la cantidad de movimiento del camión más la arena que transportaba originalmente más la Tierra y todo lo que hay en él, entonces volvemos a "sí, eso se conserva".
La conclusión clave de todo esto es que cuando desea preguntar "¿se conserva el impulso?" tienes que ser muy, muy claro acerca de qué colección de objetos estás evaluando el impulso.
La manera fácil de ver el primer resultado es simplemente pensar en un grano de arena en el instante en que ha caído. Se movía hacia adelante con el vector de velocidad. cuando estaba almacenado en el camión, y un instante después de que se cae, ahora ha tomado una pequeña velocidad hacia abajo, Debido a que su velocidad horizontal no ha cambiado, no se necesitó fuerza para acelerarlo o reducir su velocidad, por lo que no puede ejercer una fuerza de reacción de la tercera ley sobre el automóvil. Después de este instante, se desconecta totalmente del automóvil y no puede poner una fuerza de tercera ley sobre el automóvil. Entonces esta fuerza es 0.
Pero también pueden imaginar, estoy seguro, una pequeña boquilla donde dejamos salir un tanque de fluido, y podríamos apuntar esta pequeña boquilla "hacia atrás" o "hacia adelante" del camión, teniendo cierta velocidad. . Si apuntamos directamente hacia abajo, obtenemos el mismo resultado, por supuesto; pero podríamos usarlo para acelerar el camión (apuntando hacia atrás) o desacelerar el camión (apuntando hacia adelante). La arena hará lo mismo si se cae de un conducto apuntando hacia un lado o hacia el otro. Entonces, la frase "un agujero normal al movimiento del camión" también es muy importante.
david blanco
sinsonte