Si se cae una piedra de 10 kg y una piedra de 1 kg desde la misma altura, ¿cuál alcanzará primero el suelo?

Si ambos son del mismo tamaño y tienen las mismas dimensiones, ambos aterrizarán a la vez.

Pero, si los deja caer en el vacío cercano, ambos aterrizarán exactamente al mismo tiempo, la razón es que en el vacío cercano no habrá resistencia del aire y, por lo tanto, eliminará el arrastre causado por él.

Se realizó un documental sobre este tema y los resultados fueron los siguientes;

Los dos se engancharon a la misma altura.

Ambos cayeron al mismo tiempo.

Llegan al fondo al mismo tiempo.

Esto demuestra que la gravedad tira de todo de manera uniforme y, sin importar la masa, caen a la misma velocidad y aterrizan al mismo tiempo (en el vacío).

Esto no sucede en la atmósfera porque la resistencia del aire les impide hacer lo mismo al mismo tiempo.

Pero si ambos tienen el mismo tamaño y las mismas dimensiones, también aterrizarán de manera uniforme y al mismo tiempo.

Que tenga un buen día;)

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La respuesta a esta pregunta fue dada por Galileo Galilei en uno de sus experimentos de arrojar objetos desde la torre inclinada de Pisa. Entonces, lo que hizo fue dejar caer dos esferas con masas diferentes desde la parte superior de la torre y calcular el tiempo de descenso para ambas esferas. Se observó que ambas esferas tardaron el mismo tiempo en llegar al suelo, independientemente de sus masas. El resultado de este experimento fue contrario a la afirmación de Aristóteles de que los cuerpos más pesados ​​caen más rápido que los más ligeros.

Además, después de sus experimentos, Galileo formuló la ecuación para un cuerpo que cae: d = 1/2 g (t ^ 2), donde d era la altura desde la que se dejaron caer los objetos, t era el tiempo total que tardó en cubrir esa altura d y g fue la aceleración gravitacional.

Entonces, cómo pasó esto ?

Aquí supondremos que la resistencia del aire es insignificante y que ambos cuerpos caen, es decir, tienen una velocidad inicial cero y, por lo tanto, ambas esferas realizan caída libre. Es decir, ninguna fuerza externa está actuando sobre estas esferas, excepto por la fuerza de la gravedad. Esta fuerza de gravedad es lo que hace que ambas esferas aceleren hacia abajo. La fuerza de gravedad experimentada por un objeto depende de la masa de ese objeto. Es decir, la masa más pesada experimentará más atracción gravitacional que la más ligera o la Tierra está empujando hacia abajo sobre la esfera más pesada con más fuerza que la que empuja hacia abajo sobre la más ligera. Entonces, ¿por qué se observa que ambos tomaron el mismo tiempo para llegar al suelo?

Para comprender esto, recordemos la segunda ley de movimiento de Newton que establece que la fuerza neta que actúa sobre un cuerpo es igual al producto de la masa y su aceleración {F = Ma}.

Por lo tanto, la aceleración es la relación entre la fuerza y ​​la masa {a = F / M}.

Sabemos que solo la fuerza que actúa aquí es el peso de la esfera, F = Mg (peso de la esfera), g es la aceleración gravitacional {9.8 m / s ^ 2 en la Tierra}. Por lo tanto a = F / M, a = Mg / M, por lo tanto a = g.

Igual será el caso de la segunda esfera y podemos ver que ambos objetos están cayendo bajo la influencia de una aceleración constante cuyo valor es g.

Usando la relación de Galileo d = 1/2 g (t ^ 2) podemos ver que ambas esferas tienen la misma aceleración g, cubren la misma altura d por lo que sus períodos de tiempo deben ser los mismos.

Depende Hay 3 casos

1. En el vacío : ambos tomarán el mismo tiempo.
2. Tener el mismo volumen: si ambas piedras son del mismo volumen (considerando que son esféricas), la resistencia viscosa de cada cuerpo sería la misma. La fuerza de flotabilidad en ambas piedras será la misma.
3. Tener la misma densidad: cuando las densidades son las mismas, la piedra de 10 kg experimentará una mayor flotabilidad, ya que ocupará más espacio en el aire. Por lo tanto, 10 kg llevará mucho tiempo.

está bien … haré lo mejor que pueda. En realidad, pensé durante bastante tiempo cómo probar esto. Pero ya lo tengo. espero que te guste.

ps: esto depende de la presencia de medio.

Si no hay medio (es solo vacío), ambos alcanzarán el suelo al mismo tiempo. si hay un presente medio, entonces más pesado ganaría la carrera.

deje dos bolas de masa m1 y m2 (donde m1 mayor que m2) y tierra de masa M (por supuesto, es mayor que estas dos.

deje que ambas bolas se mantengan a la misma altura sobre la superficie de la tierra. deja que esa altura sea ‘h’. dejemos que ‘R’ sea el radio de la tierra asumiendo que la tierra es una esfera perfecta.

ahora cualquier fuerza neta experimentada por ambas bolas será equivalente a eso si toda la masa de la tierra se concentra en su centro (centro de masa).

ahora ambas bolas están a una distancia de (R + h) metros del centro de la tierra.

la fuerza gravitacional experimentada por m1 debido a la tierra será,

F1 = G (m1) M / (R + h) ^ 2

y que por m2 será,

F2 = G (m2) M / (R + h) ^ 2

a partir de aquí está claro que F1 es mayor que F2 (ya que m1 es mayor que m2). así que podrías pensar que alcanzará la superficie de la tierra más rápido.

PERO

F1 también se puede expresar como m1 × a1.

=> F1 = G (m1) M / (R + h) ^ 2 = m1 × a1

=> a1 = GM / (R + h) ^ 2 ……………… .. (1).

También F2 puede expresarse como m2 × a2.

=> F2 = G (m2) M / (R + h) ^ 2 = m2 × a2

=> a2 = GM / (R + h) ^ 2 ……………… .. (2).

De (1) y (2), está claro que ambos cuerpos enfrentarán la misma aceleración, a1 = a2.

entonces, como ambos están en reposo, u1 (velocidad inicial de la primera bola) y u2 (velocidad inicial de la segunda bola) también son iguales y son CERO metros por segundo.

de las leyes de movimiento de newton,

v = u + en

donde v = velocidad final de un objeto

u = velocidad inicial del objeto

a = aceleración experimentada por el objeto (aceleración constante)

t = tiempo total durante el cual el objeto experimenta la aceleración.

en los casos de las bolas mencionadas anteriormente,

u1 = u2 = 0,

a1 = a2, y dado que experimentan la misma aceleración, digamos hasta ‘t1’ segundos.

entonces ambos tendrán las mismas velocidades, v1 = v2. y esto que tienen velocidades iguales después de intervalos de tiempo iguales, no permitirá que ninguna bola tenga éxito, ya que ambos tienen las mismas velocidades y los mismos puntos de partida.

¡uf! gracias por leer tanto tiempo Espero que esto te ayude.

La expresión del tiempo que tarda un cuerpo en caída libre es independiente del término masa. Por lo tanto, tanto el cuerpo de 10 kg como el de 1 kg necesitan el mismo tiempo para alcanzar la superficie proporcionada, se dejan caer desde la misma altura.

Para una mejor comprensión, consulte el enlace de la conferencia de Walter Lewin. Vea los últimos 15 minutos del video con seguridad.

Lec 02: Introducción a la cinemática | 8.01 Mecánica clásica, otoño de 1999 (Walter Lewin)

Editar: Hay muchas quejas porque no había incluido el efecto de factores como el arrastre viscoso y otros. Si hubiera habido un profesor de física, debería haber pedido los siguientes detalles antes de llegar a una conclusión:

1. En qué superficie del planeta se cae la piedra.
2. Entonces, ¿cuál es la variación en la densidad de la atmósfera de ese planeta?
3. La variación de la gravedad así asociada.
4. La velocidad de la corriente del viento allí.

Y muchos otros….

Entonces es mejor ilustrar el caso más simple.

Ambos están sujetos a la gravedad. Como la aceleración debida a la gravedad permanece constante, es decir, 9.8 m / s ^ 2, cualquiera que sea la masa del cuerpo, se tarda “el mismo” tiempo en llegar al suelo.

Por ejemplo:

En el vacío, es decir, en ausencia de fricción con el aire, cualquier cuerpo tarda la misma cantidad de tiempo en llegar al suelo desde la misma altura.

Pero en el aire, debido a la fricción del aire, se nota un retraso.

Podemos calcular el tiempo usando la fórmula

H = ut + 1/2 en ^ 2 o

aquí u, la velocidad inicial es 0. (ya que estás cayendo)

H es la altura desde donde dejas caer el cuerpo.

g = 9.8 [matemáticas] ms ^ -2 [/ matemáticas]

Un aspecto más importante a tener en cuenta es que, en la ecuación dada para calcular el tiempo, no hay término de “masa”. Entonces, ya sea 100 kg o 1000000000000000 kg, ¡no hay diferencia!

Si el medio es vacío. . Ambos alcanzarán al mismo tiempo (sin resistencia del medio). Sin embargo, si hay algún medio presente, aparecerán fuerzas resistivas y la masa más grande llegará primero al suelo, suponiendo que la forma de ambos sea la misma.

De hecho, esta pregunta necesita más aclaraciones.

1. ¿Dónde lo vas a dejar caer (al vacío)?

2. ¿Forma de las piedras o área de superficie que representa la resistencia viscosa?

3. ¿Es una caída libre?

En Vacuum, si se cae, ambos tienen que llegar al mismo tiempo.

Pero, las cosas se volverían realmente complicadas si no se aspira.

La piedra de 10 Kg llegará primero al suelo. Debido a que hay más cantidad de resistencia al aire disponible para 1 kg, mientras que la resistencia que ofrece el aire es muy menor en el caso de objetos de 10 kg. Entonces, el objeto de 10 kg llega al suelo primero. (Nota: si está en el vacío, ambos llegarán al suelo al mismo tiempo).

También dependerá de su forma y tamaño. Supongamos que ambos tienen la misma forma y tamaño. La roca que pesa 10 kg tocará el suelo primero en comparación con ese 1 kg. Debido al diferente valor de la atracción gravitatoria sobre ellos. De todos modos, si este experimento se realiza en una habitación con aspiradora donde no hay aire significa que no hay resistencia al aire, ambos tocarán el suelo juntos.

Aquí hay un enlace a un video de YouTube que lo dejará claro

Ambos tomarán el mismo tiempo en condiciones ideales, es decir, descuidar la resistencia del aire.

Podemos resolver el tiempo usando la tercera ecuación de movimiento.

S = ut + (1/2) g (t ^ 2)

S es desplazamiento

u es la velocidad inicial

Es tiempo de viaje.

Y g es aceleración debido a la gravedad

El desplazamiento es el mismo para las dos piedras y la velocidad inicial es cero para ambas y la aceleración debida a la gravedad también es la misma.

Deje que el desplazamiento para la primera piedra y la segunda piedra sea S1 y S2 respectivamente.

Y el tiempo necesario para la primera y segunda piedra será t1 y t2 respectivamente

De acuerdo a la pregunta:

S1 = S2

(0) t1 + (1/2) g {(t1) ^ 2} = (0) t2 + (1/2) g {(t2) ^ 3}

(1/2) g {(t1) ^ 2} = (1/2) g {(t2) ^ 2}

t1 = t2

Fenómeno simple

F = ma

m- masa y a- aceleración

Entonces, la aceleración se debe a la gravedad, que permanece igual para todos los objetos, es decir, 9.8 m / seg.

Y la masa es de 10 kg y 1 kg.

Entonces la fuerza neta que tira de las piedras será

F – 98N (10 kg de piedra) y

F – 9.8N (1 kg de piedra)

Como hay más fuerza sobre la piedra de 10 kg, llegará primero al suelo.

Si la flotabilidad, la resistencia del aire y la resistencia aerodinámica neta permanecen iguales para ambos cuerpos,

Solo en una condición, 1 kg de piedra caerá primero si

La fuerza opuesta es más de 88.2N, que incluye flotabilidad, resistencia aerodinámica, etc.

Ambos alcanzarían el suelo al mismo tiempo.
Según galileo, si un cuerpo de dos pesos diferentes se cae al mismo tiempo, ambos cuerpos llegarán al suelo a la vez.
la fórmula utilizada para calcular es s = ut + 1 / 2at ^ 2
donde ‘s’ es la distancia
‘u’ es la velocidad inicial, es decir, 0
‘t’ es el tiempo que toma
‘a’ es la aceleración debida a la gravedad, es decir, 9.8 m / s ^ 2

Teniendo en cuenta la resistencia casi igual y otros factores, ambos alcanzan terreno al mismo tiempo. Esto se probó experimentalmente en una enorme cámara de vacío donde una bola de metal y una pluma caen desde la misma altura. Llegaron al suelo al mismo tiempo. La masa del objeto no importa para que la gravedad sea aplicable, particularmente en este caso donde otras fuerzas son insignificantes.

eso depende de dónde y de qué medio liberas tus piedras.

considerando un vacío (sin medio), ambas piedras alcanzarán el suelo al mismo tiempo. Dentro de un medio como el aire o el agua, la piedra de 10 kg llegará al suelo antes, ya que puede romper la resistencia ofrecida por el medio con bastante facilidad.

Esto puede derivarse simplemente de las ecuaciones de movimiento s = ut + 1 / 2at2

vu = en

v2-u2 = 2as

ya que la velocidad inicial de ambos es cero s = 1 / 2at2

a partir de esto, t solo depende de la distancia y la aceleración cuando no se considera la resistencia en el medio.

Bueno, ese sería el objeto con más compacidad. Pero, en este caso, los 10 kg llegarán más rápido si no tiene nada que ralentice su descenso y se caiga a la misma altura que el otro objeto de 1 kg. Además la gravedad actúa sobre todo, igualmente. Depende principalmente de la masa, la densidad y la velocidad a la que el objeto se mueve o regresa a la superficie de la Tierra. Un gato puede aterrizar sobre sus pies, de la misma manera. Disminuye la velocidad de su descenso y rompe su caída rápida y basada en el instinto. Por lo tanto, rara vez se desploma cuando cae desde una gran altura. Así que sí. Hay factores a tener en cuenta.

Suponiendo que no haya aspiradora y que las dimensiones de las piedras sean idénticas, la piedra de 10 kg alcanzará antes de 1 kg debido a su mayor densidad.

El aire se puede considerar como el agua, cuanto mayor sea la densidad de cualquier material en comparación con el aire, más rápido se hundirá (quiero decir, caída).

Voy a suponer que ambas piedras se arrojan al vacío o en una atmósfera con una resistencia insignificante. De la segunda ley de movimiento de Newton, sabemos que F = ma. También de la ley de gravitación de Newton, la fuerza experimentada por la piedra será F = mg. Por lo tanto, ma = mg. Lo que da, a = g. La aceleración de un cuerpo en un campo gravitacional es independiente de su masa. Ambas piedras caerán con la misma aceleración a la misma altura y, por lo tanto, golpearán el suelo simultáneamente.

Aunque si hubiera resistencia de la atmósfera presente, la respuesta dependería de la sección entrecruzada de las piedras.

Ambos llegan al mismo tiempo.

Esto se debe a que ambos experimentan la misma aceleración, g (9.81 m / s2). La aceleración es independiente de la masa. Por lo tanto, cuando se caen, siempre mantendrán la misma velocidad y viajarán la misma distancia (¡descuidando la resistencia del aire, por supuesto!) Al mismo tiempo.