Lo que sientes no es la fuerza misma. Es la tensión mecánica y la tensión causada por la fuerza.
El estrés y la tensión son dos cantidades que describen cómo interactúan los átomos en el cuerpo. Cuando los átomos dentro de un cuerpo se mueven uno con respecto al otro, entonces el cuerpo está sufriendo tensión. Cuando las fuerzas dentro del cuerpo empujan los átomos hacia sus ubicaciones originales, entonces el cuerpo sufre estrés.
Las dos cantidades describen lo que sucede dentro del cuerpo, en oposición a lo que sucede afuera. La deformación se define formalmente como el cambio en la longitud de un cuerpo dividido por la longitud original del cuerpo. La tensión es menos unidad. El estrés se define como el cambio promedio en la fuerza a lo largo de un cuerpo dividido por el área del cuerpo. El estrés tiene unidades de presión (por ejemplo, Newtons / metro ^ 2).
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Las dos cantidades generalmente van juntas. La ley de elasticidad dice que la tensión es proporcional a la tensión pero en la dirección opuesta. Entonces, la sensación de ser empujado o tirado es equivalente tanto al estrés como a la tensión.
La fuerza mecánica como la fuerza de contacto y el electromagnetismo causan estrés en un cuerpo porque está distribuido de manera desigual en el cuerpo. Un átomo en el cuerpo se desplaza a una distancia diferente que los átomos adyacentes, lo que provoca tensión. La tensión causa estrés porque el cuerpo es elástico. El estrés en las terminaciones nerviosas táctiles hace que las terminaciones nerviosas táctiles sean una señal para el cerebro. Entonces, lo que sentimos directamente es el estrés, no la fuerza mecánica en sí.
Cabe señalar que la fuerza mecánica causa tensión en cuerpos de tamaño finito. Esto se debe a que las fuerzas mecánicas tienden a ser de corto alcance. Las fuerzas de contacto actúan sobre los átomos cerca de la superficie. Las fuerzas electromagnéticas empujan cargas opuestas en direcciones opuestas. Esto termina limitando el rango de fuerzas electromagnéticas.
La gravedad por sí sola no causa estrés. La gravedad tiende a causar muy poco estrés en un cuerpo porque es de largo alcance y depende de la masa. El estrés causado por una fuerza gravitacional es la fuerza de marea. Sin embargo, la fuerza de marea solo se nota si el cuerpo es sólido porque los cuerpos sólidos generan fuerzas mecánicas.
La gravedad tiende a distribuirse equitativamente en el cuerpo porque es de largo alcance y solo tiene una ‘carga’. Por lo tanto, el estrés causado por la gravedad incluso en un cuerpo grande es pequeño en comparación con el estrés causado por las fuerzas mecánicas.
Nuestros órganos para el equilibrio también miden el estrés y la tensión. Los humanos tienen un órgano en su oído interno llamado canales semicirculares. Los canales semicirculares miden la tensión de un líquido en el oído interno. La tensión hace que diferentes pelos en el canal semicircular se muevan diferentes distancias. Entonces sentimos el estrés causado por las fuerzas mecánicas en nuestro oído interno.
Cuando un cuerpo comienza a caer libremente en un campo gravitacional uniforme, todas las coordenadas de los átomos se aceleran a la misma velocidad. Como los átomos comenzaron a caer con la misma velocidad, todos los átomos están cayendo a la misma velocidad. Por lo tanto, los átomos mantienen la misma distancia entre sí en todo momento durante la caída libre. Entonces, cuando un cuerpo comienza a caer libremente en un campo gravitacional uniforme, no causa estrés ni tensión.
Cuando un cuerpo toca el suelo, las fuerzas de contacto del suelo empujan los átomos en la superficie del cuerpo, cerca del punto de contacto, hacia arriba. Ninguno de los otros átomos es empujado hacia arriba al principio. Entonces, la aceleración coordinada de los átomos cerca del punto de contacto se acelera coordinada a una velocidad diferente a la de los átomos lejos del punto de aceleración. Entonces los átomos en diferentes partes del cuerpo se mueven a diferentes velocidades. Esto causa estrés en el cuerpo, que se siente.
La fuerza de marea causada por la gravedad no es suficiente para causar un estrés notable en el oído interno. Entonces, el oído interno solo puede determinar la fuerza mecánica que actúa sobre el cuerpo. El oído interno no puede detectar la fuerza gravitacional directamente. Entonces, lo que mide el oído interno es realmente la fuerza mecánica, no la fuerza gravitacional.
Lo que llamamos peso no es fuerza gravitacional per se. Lo que llamamos peso es la fuerza de contacto del suelo o la báscula de baño contra nuestros pies. La fuerza de contacto es igual a la fuerza gravitacional porque la escala del suelo y del baño es sólida. Sin embargo, la lectura en la báscula de baño es realmente la fuerza de contacto SOLAMENTE. Si la persona toma un poste elevado y se levanta, la lectura en la báscula del baño disminuirá. Esto se debe a que la fuerza de contacto en la escala disminuye.
Por lo tanto, un astronauta en órbita no siente la fuerza gravitacional porque la gravedad está trabajando en cada átomo de su cuerpo de la misma manera. No hay fuerza de contacto para empujarlo hacia arriba. Lo único que siente son las cosas que toca, porque las cosas que toca ejercen una fuerza mecánica.
Sería útil en este punto diferenciar entre dos tipos de aceleración: aceleración coordinada y aceleración adecuada.
La aceleración coordinada es la aceleración de un cuerpo en relación con un origen hipotético del sistema de coordenadas. El punto hipotético no tiene que ser un cuerpo corpóreo. Por lo tanto, la aceleración de coordenadas no tiene que tener un significado físico. Es solo un concepto geométrico.
Una aceleración coordinada no tiene que generar estrés, aunque podría hacerlo. La aceleración causada por la gravedad SOLO es un tipo de aceleración coordinada.
La aceleración coordinada no siempre causa tensión y tensión por sí misma. Entonces la aceleración coordinada no se puede sentir. Un astronauta en órbita puede tener una aceleración de coordenadas muy grande en relación con la superficie terrestre. Sin embargo, no lo siente porque la aceleración coordinada no causa estrés ni tensión.
La aceleración adecuada es la aceleración de un cuerpo corpóreo, designado “observador”, que es causada SOLAMENTE por fuerzas mecánicas. La aceleración adecuada no contiene la aceleración debida a la gravedad.
La aceleración adecuada siempre causa tensión y tensión porque es causada por una fuerza mecánica. La aceleración adecuada es el peso que sienten las personas. La aceleración adecuada provoca la lectura que vemos en la báscula de baño. La aceleración adecuada estimula el canal semicircular, causando mareos.
Entonces, la aceleración adecuada es la aceleración que siente un observador. Hablando correctamente, el peso es la aceleración adecuada.
