Acelerando un ascensor

Una persona está de pie sobre una balanza en un ascensor acelerando hacia arriba.

Dejar norte ser la fuerza de reacción normal que ejerce la balanza sobre la persona (hacia arriba).

Se sabe que la persona experimentará una fuerza de reacción normal ( norte ) mayor que su propio peso (lectura mayor en la balanza). Mientras norte es igual, pero en sentido contrario, a la fuerza que ejerce la persona sobre la balanza debido al par acción-reacción (la persona y la balanza). Eso significa que además del peso de la persona, debe haber una fuerza adicional que ejerza la báscula hacia abajo ( A ).

Entonces − norte (hacia arriba) = metro gramo + A (hacia abajo). no puedo descifrar donde esta A ¿viene de?

A no es una fuerza real sino 'ficticia', y surge porque el elevador no se mueve a velocidad constante (no es un marco de referencia inercial). En tal marco acelerado, debe agregar términos adicionales a la ley de Newton. Esto se explica en cualquier libro de mecánica de pregrado, digamos el capítulo 5 de Fowles-Cassiday.
puedes pensar que estabas cayendo libremente y luego sientes una celebración de 1 g. Ahora imagina que la tierra comenzó a moverse hacia ti con una aceleración A, por lo que estarás cayendo hacia la tierra ahora con una aceleración de g + A si alguien te ve desde la tierra. Entonces, lo mismo en el ascensor, estás parado en el ascensor, por lo que sientes continuamente una aceleración de g, pero cuando el ascensor comienza a subir con una aceleración A, sentirás g + A.

Respuestas (2)

Simplemente no comience a escribir ecuaciones sin un diagrama de cuerpo libre completo (puede ser un diagrama aproximado) de acuerdo con el marco de referencia.

1) marco de tierra

ingrese la descripción de la imagen aquí

Ahora . Ley de Newton.

∑ F mi X t → = d pag d t = metro a ( F o r   C o norte s t a norte t   metro a s s )

Entonces,

norte − metro gramo = ∑ F mi X t → = metro a
Donde el sistema es niño en el marco del suelo.

Aquí igualamos la fuerza externa neta a la aceleración del cuerpo. metro a no es una fuerza, es la medida de la fuerza neta que hace que el cuerpo se acelere.

2) En un marco de aceleración (no inercial)

aquí hay que añadir una fuerza ficticia − metro a → dónde a → es la aceleración del marco.ingrese la descripción de la imagen aquí

Aquí también

norte − metro gramo − metro a = ∑ F mi X t → = 0 ( a s   i norte   F r a metro mi   o F   mi yo mi v a t o r   b o y   i s   a t   r mi s t )
De nuevo obtienes
norte − metro gramo = metro a

Al contrario de lo que parecen sugerir las otras respuestas, la fuerza descrita en la pregunta no es ficticia. Incluso en el marco de tierra inercial, la persona ejercerá una fuerza de magnitud metro ( gramo + a ) en la escala Esta fuerza es real y no ficticia. (Sin embargo, no existe una fuerza real hacia abajo de magnitud metro ( gramo + a ) actuando sobre la persona .)

En cuanto a donde el metro a El componente proviene de: La causa física real de las fuerzas normales generalmente no se piensa mucho en este tipo de cálculos. Las fuerzas normales se introducen para mantener ciertas restricciones mecánicas que se supone que se mantienen. En este caso, las restricciones son que el ascensor, la báscula y la persona deben permanecer intactos, mantener su posición relativa entre sí y moverse con la misma velocidad y aceleración. Simplemente calculamos las fuerzas normales que deben estar presentes para que esto ocurra. Si la persona y la balanza no pudieran ejercer esta fuerza normal entre sí, nuestras restricciones no se mantendrían. (La balanza o la persona se romperían o deformarían y al menos por un tiempo no viajarían con la misma velocidad y/o aceleración).

En cuanto a la causa física de las fuerzas normales, puedo recomendar la lectura de algunas de las respuestas a esta pregunta .

La fuerza A descrito por OP es, por supuesto, ficticio en un marco no inercial. y no hay fuerza como A en el marco inercial, pero es una medida de la aceleración por la masa del propio cuerpo.
@exploringnet No, esto no es correcto. En su respuesta, está hablando de las fuerzas que afectan a la persona. OP claramente pregunta sobre las fuerzas que afectan la escala. HAY una fuerza real A actuando sobre la escala. De lo contrario, se violaría la tercera ley de Newton.
No, solo hay una fuerza actuando en la escala, es decir. norte y su valor resulta ser metro gramo + A
@exploringnet Sí, y esa fuerza es real (es decir, aparece incluso en el marco de inercia). Pensé que habías dicho que era ficticio. (No es que importe mucho aquí, pero, por supuesto, también hay una fuerza del elevador sobre la báscula).
No, no entiendes mi punto. norte y metro gramo son sólo fuerzas reales en escena y A NO es una fuerza real. Sí, ES ficticia en un marco no inercial. y ninguna fuerza como A existen para marcos inerciales.
@explorandonet norte y metro gramo son las únicas fuerzas que actúan sobre la persona, sí. Sin embargo, en la pregunta A se utiliza para denotar el componente de la fuerza normal en la escala que no corresponde directamente al peso de la persona. Todo lo que digo es que este componente es real, aunque no corresponde a un componente de fuerza real sobre la persona. No estoy seguro de que estemos en desacuerdo sobre las fuerzas reales. Es más una cuestión de lo que se denota por A en la pregunta original.
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