Una tabla rectangular grande (digamos 10’x4 ‘) está flotando sobre el agua, y un objeto cae directamente sobre ella. ¿Cómo cambiará la fuerza neta ejercida sobre el objeto a medida que su punto de aterrizaje se mueva más / más cerca del centro exacto del tablero?

Depende de la cuantificación de la fuerza neta, pero en general si se cuantifica durante un período suficientemente largo, la fuerza neta, como promedio, sería la misma.

Sin embargo, durante un período de cuantificación más corto, F es mayor en el medio, debido a que la fuerza proporcionada por el tablero disminuirá a medida que el punto de impacto se aleje del centro del tablero, ya que la presión proporcionada por el agua debajo del tablero disminuirá. tener menos efecto a distancia y el tablero se “inclinará”.

Entonces, en un período de cuantificación más corto, F = MA y M es constante, por lo que F ~ A y A son más altos cuando el objeto se detiene más rápido, por lo que la fuerza neta sería mayor para el centro que más lejos de él.

Asumiendo un tablero de forma regular, de modo que el centro esté representado por el centro de presión del tablero aplicado por el agua debajo de él.

Suponiendo que el tablón rectangular es uniforme (o bastante uniforme), entonces, cuanto más lejos del centro de gravedad del tablón cae el objeto, menos fuerza ejerce sobre él. La variación no es lineal y puede ser bastante compleja de formular con precisión dada la complejidad de la dinámica de fluidos.

Lejos del centro de gravedad de la tabla, el objeto provoca un par en la tabla y, por lo tanto, el efecto de empuje hacia arriba es menor.

Esto es muy complejo debido a la dinámica del agua, pero la idea básica es:

Si el objeto cae desde la altura h, la energía cinética será Ek = mgh.

La fuerza promedio depende del desplazamiento de la tabla en el momento del impacto. Sería teóricamente infinito si la tabla no se moviera. Si el desplazamiento de la tabla es d (profundidad), entonces la energía se absorbe como Trabajo, que es la integral de la fuerza F sobre una distancia d

Entonces [matemática] F (promedio) = \ frac {mgh} {d} [/ matemática] o [matemática] F (promedio) = \ frac {mv ^ 2} {2d} [/ matemática]

Para calcular d, necesita calcular qué tan rápido puede evacuar el agua, no es una tarea fácil a primera vista. También el cálculo de la conservación del momento angular se vuelve difícil debido al agua.

Al golpear hacia un lado, la tabla girará y d será mayor en el impacto, por lo que la fuerza será menor. Si tratamos de hacer una suposición razonable, el tablón se profundizará cuando se golpee en un lado (entre 2 y 4 veces), el otro lado permanecerá prácticamente en el nivel del agua o tal vez subiendo. Inyecte la nueva d en la fórmula.

Si el cuerpo cae desde más altura …

V (final) será más …

Fuerza ejercida = m ∆v / t

Y menos si el cuerpo cae de cerca

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