¿Qué es más fácil, empujar o tirar?

La fuerza requerida para acelerar un objeto de una masa dada en una cantidad dada siempre será constante ($F=ma$). La diferencia entre empujar y halar es que los humanos están construidos de una manera particular: nuestros músculos, articulaciones y tendones no harán que diferentes acciones cuesten lo mismo en términos de nuestro esfuerzo percibido o nuestro gasto de energía (aunque la energía de trabajo útil transferida a el carrito será el mismo).

No soy ningún tipo de experto en cinemática humana, pero supongo que la razón por la que empujar se siente más fácil es porque el punto de contacto (manos u hombros) se puede apoyar contra el carro, lo que le permite usar sus grandes músculos impulsores (cuádriceps /músculos glúteos) mucho más eficientemente. Cuando tiras, tienes que tratar de mantener los brazos rígidos para transferir más energía de conducción al carrito, lo que significa que estás quemando más energía solo en los músculos de los brazos que cuando empujas.

En cuanto al eje que recibe el torque de un motor vehicular, estoy bastante seguro de que tiene mucho más que ver con la mecánica de dirección y la maniobrabilidad que con cualquier tipo de eficiencia de transferencia de energía.

Cuando se empuja el bloque, la componente vertical del empuje aumenta la fuerza normal. Por lo tanto, hay un aumento en la fricción.

Ahora, cuando tira del cuerpo, el componente vertical del tirón está en la dirección opuesta a la reacción normal y, por lo tanto, lo reduce, lo que reduce la fricción.

Por lo tanto, la fricción en (b) es menor que la fricción en (a) Tirar de un cuerpo es más fácil que empujarlo

Cuando se empuja el cuerpo, el peso del cuerpo se divide en$F\cos\theta$y$F \sin \theta$.$F\cos\theta$es la fuerza que actúa sobre el cuerpo, mientras que$F\sin\theta$se le suma la masa del cuerpo y el peso aparente si el cuerpo aumenta. Pero al tirar de la$F\sin\theta$se equilibra con la reacción normal de peso del cuerpo. Entonces, no se agrega masa adicional al cuerpo y el componente cos es la fuerza que actúa para mover el cuerpo.

Creo que los trenes tienen motores en la parte delantera/trasera porque el material utilizado para construirlos es mejor en tensión/compresión respectivamente. También se puede argumentar que el tren es más estable y mejor para tomar curvas con el motor en la parte delantera en lugar de en la parte trasera (no puede torcerse de esta manera), según el juego de trenes de mi infancia.

EDITAR En cuanto al aspecto humano, depende completamente de cómo estés haciendo el tirón/empuje. Por ejemplo, es más fácil estar atado a un arnés que está sujeto a un trineo (o un camión, como a veces se ve en la televisión) y luego tirar de la cosa que empujarla desde atrás, una cuestión de mecánica. de la posición del cuerpo. Las diferentes posiciones del cuerpo reclutan diferentes grupos de músculos cuando uno intenta impulsar su cuerpo hacia adelante. Si asumimos que estamos en la posición corporal óptima para el reclutamiento muscular, entonces su pregunta se reduce a la pregunta de qué posición de empujar/jalar transmite la fuerza de manera más eficiente al objeto que está tratando de mover, es decir, ¿cómo podemos aplicar fuerza al objeto? sin tener que transmitir fuerza a través de nuestros brazos o núcleo, donde la fuerza se disiparía un poco. Más lejos,

Lo anterior supone tirar con una cuerda o un arnés, si tuviera que mirar el objeto, agarrarlo y luego tirar hacia atrás, creo que empujar probablemente sería mucho más fácil.