Si se mantiene una pelota sobre la mesa, ¿qué fuerzas se ejercen sobre ella?

Si una pelota se mantiene sobre una mesa, entonces hay gravedad actuando sobre ella, así como una fuerza de reacción normal de la mesa sobre la pelota. Pero como ambas fuerzas se ejercen sobre el mismo objeto, es decir, la pelota, entonces no se puede llamar un par de reacción de acción según la tercera ley de movimiento de Newton porque requiere que las fuerzas actúen sobre dos cuerpos diferentes.

Entonces, si no es un par de acción y reacción, entonces, ¿cómo ejerce la mesa la fuerza sobre la pelota? Además, ¿la pelota está aplicando alguna fuerza sobre la mesa?

Como se indica a continuación, existen potencialmente muchas interacciones de fuerza cuando se consideran dos o más cuerpos. Puede ser útil enfocarse en un diagrama de cuerpo libre, donde solo un cuerpo está involucrado.
Fuerza normal duplicada en un objeto en la superficie de la tierra

Respuestas (2)

Si una pelota se mantiene sobre una mesa, entonces hay gravedad actuando sobre ella, así como una fuerza de reacción normal de la mesa sobre la pelota.

Esto es correcto.

Pero como ambas fuerzas se ejercen sobre el mismo objeto, es decir, la pelota, entonces no se puede llamar un par de reacción de acción según la tercera ley de movimiento de Newton porque requiere que las fuerzas actúen sobre dos cuerpos diferentes.

Esto también es correcto. La fuerza de gravedad y la fuerza normal de la mesa sobre la pelota no son pares de acción-reacción como los describe la tercera ley de Newton.

Entonces, si no es un par de acción y reacción, entonces, ¿cómo ejerce la mesa la fuerza sobre la pelota? Además, ¿la pelota está aplicando alguna fuerza sobre la mesa?

Como has reconocido, ambas fuerzas en los pares de fuerza de acción-reacción no actúan sobre el mismo objeto, entonces, ¿por qué pensarías que para que las fuerzas actúen sobre un objeto tienen que ser parte de un par de acción-reacción?

Aquí hay dos pares de fuerzas de acción-reacción.

  1. La fuerza de la gravedad: Tierra sobre la pelota y pelota sobre la Tierra
  2. La fuerza normal: Mesa sobre la pelota y pelota sobre la mesa

Como puede ver, tenemos nuestras dos fuerzas actuando sobre nuestra pelota: la gravedad y la fuerza normal. Cada una de estas fuerzas tiene una fuerza correspondiente con la que forma un par acción-reacción, como establece la tercera ley de Newton.


Como un pequeño aparte, cuantas más preguntas veo en este sitio sobre la tercera ley de Newton y las acciones/reacciones, más me doy cuenta de lo confusa que es esta terminología para los nuevos estudiantes de física. Si todo esto sigue siendo confuso para usted, ¿puedo sugerir una visión diferente de la tercera ley de Newton?

Todas las fuerzas surgen de interacciones.

Si desea elegir sus pares de acción-reacción, simplemente elija sus interacciones. ¿Están interactuando la pelota y la Tierra? Sí, a través de la gravedad. ¿Están interactuando la pelota y la mesa? Sí, a través de la fuerza normal (interacciones electrostáticas).

Entonces, ¿es un par de acción y reacción (la pelota y la mesa)? Además, ¿qué fuerzas ejercen la pelota y la mesa entre sí?
Por ejemplo, si decimos que la tierra ejerce una fuerza de 100 N sobre la pelota (bola de 10 kg), ¿qué fuerza ejercerán la pelota y la mesa entre sí?
@Yashvikgupta Esta nueva pregunta en su comentario se lee como un problema de tarea, por lo que no la responderé. Considere las fuerzas que actúan sobre la pelota y cómo debe relacionarse la magnitud de estas fuerzas si la segunda ley de Newton es verdadera (¿la pelota está acelerando verticalmente?)
En realidad, esto no es tarea. Solo quería analizar un ejemplo para aclarar. Sin embargo, gracias por su ayuda.
@Yashvikgupta Creo que estás asociando Forces con un objeto que no es cierto. La fuerza surge debido a la causa (propiedad) y son las fuerzas las que forman el par de reacción de acción, no los objetos. Por ejemplo, la mesa y la pelota no constituyen un par de acción y reacción. Es la fuerza normal entre la mesa y la pelota, la fuerza gravitatoria entre la pelota y la mesa, la fuerza gravitatoria entre la pelota y la tierra, la fuerza gravitacional entre la mesa y la tierra, la fuerza normal entre la mesa y la superficie terrestre que forman la acción pares de reacción individualmente.
@AaronStevens "cuanto más veo preguntas en este sitio sobre la tercera ley de Newton y las acciones/reacciones, más me doy cuenta de lo confusa que es esta terminología para los nuevos estudiantes de física". Amen a eso. Aparece una y otra vez en este sitio. Parecería que la forma en que se enseña la tercera ley deja mucho que desear.

Entonces, si no es un par de acción y reacción, entonces, ¿cómo ejerce la mesa la fuerza sobre la pelota? Además, ¿la pelota está aplicando alguna fuerza sobre la mesa?

Este es el quid de la cuestión.

Hay dos cosas completamente separadas que suceden aquí. Uno es la gravedad sobre la pelota, el otro es la pelota sobre la mesa.

El primero es la Gravitación Universal de Newton. La fuerza se debe a la atracción mutua. La pelota tira de la Tierra y la Tierra tira de la pelota. El resultado neto de estas interacciones es que la "parte de la tierra" es mucho más grande que la "parte de la bola" que la última se representa mejor con cero. Para ti, parece una fuerza neta hacia abajo igual a la masa de la pelota.

Ahora, cuando tienes una fuerza distinta de cero, ¿qué sucede? Movimienot. Pero la pelota no se mueve. Entonces, ¿a dónde fue?

Bueno, esa fuerza sobre la pelota hace que presione la mesa. La mesa responde doblándose hasta que la fuerza de tensión causada por esa flexión es igual a la fuerza ejercida sobre ella. Ahora tienes dos fuerzas iguales, por lo que el movimiento se detiene. Y dado que la pelota es probablemente mucho más liviana que la capacidad máxima de peso de la mesa, la cantidad de flexión es tan pequeña que no se puede ver.

Ahora, por supuesto, la mesa está apoyada en el suelo, que se dobla de manera similar. Y ese piso está sostenido por paredes, que se empujan hacia abajo en el suelo que se comprime. Y ahora estás en la Tierra, por lo que la fuerza que ejerce sobre la pelota finalmente se equilibra.

Invariablemente, cuando veo personas confundidas en los ejemplos newtonianos, es porque la configuración experimental está limitada artificialmente por la pregunta: en este caso, pregunta qué pasa con la pelota, la mesa y la tierra. Pero si miras todo , tienes tierra->base->piso->mesa->bola->tierra. De modo que 100 g de masa en la pelota que causan 0,1 N de fuerza desde la tierra finalmente ponen 0,1 de fuerza sobre la tierra y el ciclo se cierra. No es la mesa la que equilibra la fuerza de la tierra, es (en última instancia) la tierra que equilibra la fuerza de la tierra.

¿Tiene sentido?

Sí, eso tiene mucho sentido. Gracias por tu ayuda.
No es la mesa la que equilibra la fuerza de la tierra, es (en última instancia) la tierra que equilibra la fuerza de la tierra. Esto no es cierto. La pelota tiene dos fuerzas actuando sobre ella. La gravedad y la fuerza normal. Si la pelota no está acelerando, estas fuerzas se equilibran. La fuerza normal es igual y opuesta a la fuerza de gravedad en este caso (aunque no por N3L). Puedes hablar de lo que sostiene la mesa, claro, pero, por ejemplo, el piso no está ejerciendo fuerza sobre la pelota.
El suelo ejerce una fuerza sobre la mesa, que ejerce una fuerza sobre la pelota. ¿Quizás tenemos diferentes definiciones de "en última instancia"?