En un vehículo que se mueve a una velocidad perfectamente estable, si dejo caer una pelota, ¿se quedará atrás?

Para mantener esto claro: hay un cucharón al lado de una larga y recta carretera norte / sur: usted está conduciendo hacia el norte. Si deja caer la pelota precisamente cuando su mano está sobre el balde, ¿caerá la pelota en el balde, al norte del balde o al sur del balde?

En el vacío (en teoría y en la práctica) , sin resistencia al aire, la pelota se mantendrá al ritmo del automóvil y golpeará el suelo justo debajo de su mano, hacia el norte del cubo.

En el aire quieto (en teoría) , con mucha resistencia al aire, la pelota caerá detrás del automóvil y golpeará el suelo en algún lugar al norte del cubo, pero al sur de donde habría aterrizado si hiciéramos esto en el vacío.

En aire inmóvil (en realidad) : la forma de un automóvil moderno está diseñada para canalizar el aire alrededor del automóvil a fin de minimizar la resistencia al aire. Esto significa que a medida que el automóvil se mueve hacia una zona de aire quieto, el aire que está frente al automóvil experimenta un rápido aumento de la presión, y el aire detrás de él disminuye. Esto hace que el aire se mueva sobre, debajo y alrededor del automóvil desde el área de alta presión en el frente para llenar la disminución de la presión detrás. Eso significa que el flujo de aire alrededor del automóvil es bastante más rápido que la velocidad del automóvil. Lo que significa que cuando sueltas la pelota en esa corriente de aire, se empuja hacia atrás con MÁS velocidad de la que avanza el automóvil. Por lo tanto, en la práctica, aterrizará más al sur de lo que sugeriría el supuesto de “aire quieto”. Si eso está alguna vez en el cubo, o incluso al sur, es un asunto complicado. Dependerá de la aerodinámica de la pelota, la turbulencia causada por su mano y la ventana abierta y el espejo de la puerta … y de la velocidad y la aerodinámica del automóvil. Esto es TAN complicado de predecir que nada más que un experimento sólido le dará una buena respuesta.

En el aire ventoso , el viento soplará la pelota en alguna dirección y a cierta velocidad, por lo que podría aterrizar en algún lugar adelante, atrás o al costado del cubo … ¡todas las apuestas están apagadas!

Entonces, lo que esto significa es que tienes razón y tu papá está equivocado, pero si intentas demostrarlo, los pequeños detalles molestos del mundo real conspirarán para hacer que tu papá gane la apuesta de $ 100 que estabas a punto de hacer. 🙂

La mejor apuesta: dile que tiene razón. ¡Confía en mí esta vez!

Caerá directamente hacia abajo.

Cuando el vehículo se mueve a velocidad constante, el vehículo, el aire dentro de él, las personas, la pelota se mueven a la misma velocidad constante y tienen el mismo marco de referencia. Cuando la pelota es lanzada hacia arriba / caída, porque la pelota está en el mismo marco de referencia que el vehículo, no sabe si el vehículo se está moviendo o no. Sería lo mismo que si el vehículo estuviera parado. No hay ninguna fuerza que actúe sobre él, lo que haría que siguiera un camino curvo. Entonces caerá directamente hacia abajo.

Si el vehículo estaba acelerando, entonces ese es un caso diferente.

Un objeto en movimiento permanecerá en movimiento a menos que una fuerza externa actúe sobre él.

Si lo dejara caer fuera del vehículo, el movimiento de las bolas en el eje x inicialmente permanecería igual, pero se reduciría con el tiempo debido a la resistencia del aire y la fricción si rebotara.

Si lo deja caer dentro del vehículo, el movimiento en el eje x permanecerá igual, porque no hay fuerza que se oponga a su movimiento ya que el aire dentro del vehículo se mueve a la misma velocidad que el vehículo.

Si lo dejas afuera del auto, sí. Tan pronto como deje caer la pelota, comenzará a perder impulso, sin embargo, su automóvil continuará a esa “velocidad estable” y rápidamente alejará su pelota.

Tu padre está equivocado, dados los supuestos que has hecho. Muéstrele esto: niña saltando en un tren en movimiento

El viento o el aire arruinarán un poco las cosas. Pero si pudieras eliminar el viento, la pelota se caería en relación con el auto en movimiento. Si el auto se fue con el viento, sería fácil de mostrar. Es como decir que una pluma y una pelota caerán al mismo ritmo, pero eso solo sucede sin la resistencia del aire.