[MV-Fisicos] Caida | Página 5

mTh #121 Oct '08 Frodo Bosón

Claro, la diferencia de densidades entra en el empuje!.

A ver, hay tres fuerzas:

Gravedad.
Rozamiento.
Empuje.

Cuando tienes un cuerpo suficientemente menos denso que el aire, su empuje va hacia arriba y por eso contraresta la gravedad .

#114

Olvidandonos del empuje (Que para objetos normales te dan un poco igual). Ponles como ejemplo dos objetos con la misma forma y con el mismo tipo de superficie (Dos bolas por ejemplo), una de ellas más pesada que la otra.

La ecuación que tienes que plantear es simplemente newton: Suma de fuerzas=Masa*aceleración.

Fuerzas implicadas:

Gravedad=mg donde g es 9'8 m/(s²) y m la masa
Rozamiento=-kv² donde v es la velocidad y k la constante de rozamiento (Que depende de varios factores, entre ellos la forma del objeto y la densidad del aire, pero que en este caso va a ser la misma para los dos objetos por tener la misma forma)

Ecuación (Diferencial): ma=mg-k*V² en donde a y v dependen del tiempo.

La solución es un poco compleja (La puedes consultar aqui si realmente la quieres http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/dinamica/paracaidista/paracaidista.html y si no sabeis ecuaciones diferenciales es un poco follon explicartelo ahora.

Pero no es necesario para darse cuenta del asunto de la velocidad límite. Lo que esta claro es que, puesto que m*g es constante y la velocidad va a ir aumentando llegará un momento en el que se compensaran y el lado derecho de la ecuación se hace cero. En ese momento el lado izquierdo será igualmente cero y por lo tanto la aceleración es cero.

¿En que punto ocurré esto?.Es tan facil como igualar a cero el lado derecho y despejar V

mg-kV^2=0-----> v^2=mg/k-----> v=sqrt(mg/k) en donde ves que, si k es la misma, un cuerpo con más masa seguira acelerando más tiempo y llegará a una velocidad constante límite más alta, por lo tanto llegando antes al suelo.

Espero haber hecho la explicación de manera suficientemente clara para que puedas explicarselo a tu colega y a tu profe....

B

[Borrado] #122 Oct '08

#121 lo capto, mas o menos, en su mayoria (creo)

pero como te e preguntado en el reply anterior a este, quisiera saber si la aceleracion, desde el momento en el que empiezan a caer las bolas es mayor para la mas pesada, porq si es la misma hasta su respectiva velocidad limite, se pone la variable de la distancia entre lo alto de la torre y el suelo (que si es menor de lo que necesitan las bolas para alcanzar su velocidad limite y si la aceleracion es la misma, caeran a la vez).

Aunque por lo que he entendido la variable del empuje hace que coja mas aceleracion la pesada. Solo necesito que me lo confirmes para no me ownen en el insti ^^

Gracias

B

[Borrado] #123 Oct '08

#121

Pero que da igual xD, tio, que eres teorico, no te compliques, ve a la solucion facil.

Que determina que un cuerpo suba o baje respecto de otro? la densidad.

Ni gravedad, ni rozamiento, solamente la densidad.

Pq por meter fuerzas, pq quedarnos solamente en 3? por meter metemos desde la capilaridad hasta la nuclear debil xDD, pero despues de calcular las 982413784 fuerzas que intervienen, resulta que para determinar si bajas o subes es saber la densidad. Vamos, calcular por calcular xD.

pd: mida con micrometro, marque con tiza, corte con hacha

calcule todas las fuerzas, quedese con las 3 de mayor orden, al final solo queria saber si sube o baja, total que con saber la densidad hubiera bastado.

Homyu #124 Oct '08

#122 cada una de las fuerzas dichas por #121 tiene su propia aceleracion, la gravedad va a ser la misma. La de rozamiento va a ser mayor en la de madera por aerodinamica y la de empuje va a ser tambien mayor en la de madera. Osea que la de metal va a recibir una aceleracion vertical hacia abajo mas alta, y su velocidad terminal va a ser tambien mas tardia.

mTh #125 Oct '08 Frodo Bosón

#122

Mirate la pagina que he puesto.

En la primera formula despues del título "Ecuación del movimiento" tienes una ecuación diferencial:

dv/dt=g-(k/m)*v²

V es la velocidad, y dv/dt es la aceleración (Puesto que es la derivada de la velocidad). y se llega a ella simplemente cogiendo ma=mg-kv² y dividiendo ambos terminos por m (Nota que aqui ha cambiado el convenio de signos con respecto a la pagina, para mí, las fuerzas positivas van para abajo para que te sea más sencillo explicarlo, lo único importante es que las dos fuerzas vayan en sentidos opuestos).

Para responder a tú pregunta realmente deberías resolver la ecuación diferencial y ver que, efectivamente, la aceleración es mayor cuando mayor es la masa pero con esta formula puedes hacerte a la idea sin necesidad de resolverla.

Ves rapidamente que cuanto más masa tenga la partícula, menos grande es el termino negativo y por lo tanto, más grande es la aceleración. Esto no es matemáticamente correcto, porque V cambia dinamicamente con la aceleración, pero ves claro que si fueran a la misma velocidad, la aceleración de la bola más masiva sería mayor (La aceleración instantanea).

Cuando calculas V(t) de verdad, ves que sale bien xD

#123

No te me cueles Seuroncito!.

Que la diferencia de densidades no es suficiente, tiene que vencer a la gravedad (El rozamiento aqui no pinta nada).

No es suficiente con que un globo sea menos denso que el aire para subir, tiene que se SUFICIENTEMENTE menos denso para que su fuerza de empuje venza a la gravedad.

Si pones un globo suficientemente grande de helio como para que su m*g sea mayor que su empuje, no subira, aun siendo menos denso que el aire.
.

B

[Borrado] #126 Oct '08

#125

no! , lo que tu dices es correcto xD, pero no es lo que yo digo, o intento decir.

Es que un cuerpo suba/baje respecto del otro. En el caso del globo, siempre subira hasta donde el aire sea igual o menos denso, hasta que alcance un equilibrio y ya ni suba ni baje.... pero no por la gravedad (que si, que se compensan por igual empuje y gravedad en este punto). Pero en este caso quien domina no es la gravedad, es la relacion de densidades.

Da igual, tenemos distinta mentalidad, uno ingenieril y otro teorico xD

mTh #127 Oct '08 Frodo Bosón

#126

Has editado xDDD.

GRAVEDAD=EMPUJE, cuerpo para. Hasta entonces, se mueve para alcanzar ese equilibrio . y Fin xDDD.

Pues eso coñe #127 xDDDD. Porque siempre acabamos discutiendo cosas en las que estamos de acuerdo!?

B

[Borrado] #128 Oct '08

#127

Pero si estamos diciendo lo mismo. Solo que yo ataco con una relacion de densidades menor que 1, y tu mayor que 1 xD, total, que terminamos convergiendo al mismo sitio, al equilibrio de fuerzas.

pd: hahaha si!! ninja edit!

-MakeA #129 Oct '08

cae antes la de acero obviamente... si tiene el mismo volumen y forman, la densidad del acero es mayor que la densidad de la madera... por tanto, al tener mayor masa cae antes

kaosMC #130 Oct '08

Vamos a ver chavales, que os comeis la cabeza con una tonteria como esta, hay que diferenciar de papel y realidad. En la realidad la bola de acero caera antes que la otra bola, al no ser que esten en el vacio que caerian igual, punto y final coño xDD. Ademas de que en #1 dice que es teniendo en cuenta el aire, asique la cosa esta mas que clara, cae antes la de acero. No hace falta exponer aqui mil y una formulas para una cosa tan sencilla de comprobar cojones jajaja.

elfito #131 Oct '08

vale una vez comprendido todo y tal xDDDD. Mth, cual seria la solucion para el siguente?

2 bolas una de madera y una de acero. Mismo volumen y misma masa ( es decir ke la de acero no es maziza es semi maziza y se le ha hecho el vacio en su interior).

Tenemos: Misma masa, mismo volumen, y distintos materiales... Cual de las dos llega primero???

La fr en los dos casos seria igual?

mTh #132 Oct '08 Frodo Bosón

#131

Hombre, Ese problema es demasiado complejo para mirarlo asi de "facil" como hemos estado haciendo ahora. Si que la superficie de la bola de madera sea suficientemente pulida, el rozamiento va a ser el mismo que para la de metal, mientras que si esta llena de porosidades y rugosidades, algo de distinto habrá en como el aire la va frenando y la "k" será ligerisimamente distinta. Aunque para dos bolas en caida libre, la diferencia va a ser mínima, así que yo diría, así a bote pronto, sin entrar en un estudio exhaustivo, que podemos despreciarla completamente.

Es un poco problema trampa con respecto al empuje, porque diriamos..... "Ah!, La de metal es hueca por dentro para igualar las masas, así que su densidad será menor y el empuje desequilibrará la balanza" pero no!. Porque la densidad media de ambas es la misma (Mismo volumen y misma masa=Misma densidad media, da igual la composición interna) y por lo tanto el empuje es exactamente igual.

Así, que despreciando efectos de variación en la k por la rugosidad de la madera (Que es muy razonable) caerían al mismo tiempo.

LeprechauN1 #133 Oct '08

#132

Simplemente para aclarar un poco el centro de masas de un objeto no tiene por qué ser fisico, puede ser ideal, en el caso de que fuera hueca tendria el centro de masas en el mismo sitio que la de madera, asi que teniendo en cuenta:

Misma masa
Misma volumen
Mismo centro de masas
Superficies totalmente pulidas (los poros de la madera podrian llevar a un roce ligeramente superior pero facilmente podria ser despreciable).

Llegamos a la conclusión de que estariamos tirando la misma bola.

Salu2!

Rivendel #134 Oct '08 Penitente

Caen a la vez en condiciones ideales sin rozamiento con el aire. Sino cae primero la más pesada...
#30 tiene toda la razon

Deoxys #135 Oct '08

#1 el secreto está en la masa

rugendall #136 Oct '08

que pesa más un kilo de vísceras o un kilo de sardinillas?

B

[Borrado] #137 Oct '08

y si os tirais los dos torre abajo?

SelaLoka #138 Oct '08

Torre de pizza?!!? o_0 ola?!?! jjajajajaja sin #13 xDD

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