Un tren se mueve a una velocidad de 100 km por hora. Dentro del tren, una mosca vuela en la misma dirección que el tren a una velocidad de 20 km por hora. ¿Pronto la mosca golpeará en la parte trasera del tren a medida que el tren se mueve a un ritmo más rápido? ¿Por qué?

No. Pero puede golpear la parte delantera del tren en algún momento.

Déjame decirte por qué:

Dijiste que la mosca está DENTRO DEL TREN, entonces la velocidad de la misma y del tren será igual (si la mosca no se mueve dentro del tren).

Ahora la mosca vuela 20 km / h en la misma dirección del tren.

Luego, la velocidad de vuelo (en comparación con algo que no se mueve) = velocidad del tren + velocidad de vuelo dentro del tren

120kmh = velocidad de vuelo

100kmh = velocidad del tren

Imagínese caminando dentro de un tren en la misma dirección del movimiento del tren … nunca irá hacia atrás pero podría llegar a la parte delantera del tren si camina lo suficiente.

Espero que ayude 🙂

No, porque la mosca se mueve dentro del marco de referencia del tren.

Intentemos esto.

La mosca comienza encaramada en una manija de la puerta, cuando el tren alcanza los 100 km por hora.

La mosca tiene un movimiento relativo de cero con respecto al tren, pero tiene un movimiento relativo de 100 km por hora en relación con el suelo.

Debe elegir su marco de referencia inercial. La mosca está en reposo o a 100 km / h. Si elige este último, la mosca tiene energía cinética e impulso, que debe conservar en futuros cálculos.

Si está trabajando en relación con el tren, cuando vuela, vuela a 20 km / h en relación con un objeto estacionario. (Todas las cosas son estacionarias en relación con ellas mismas).

Si está trabajando en relación con el suelo, cuando vuela, vuela a 120 km / h porque debe permitir un movimiento relativo.

La mosca finalmente golpeará la parte posterior del tren. Si el tren se mueve a 100 km / h, entonces también lo está todo dentro del tren. Ya ves, la velocidad es relativa. La tierra es tu pequeña burbuja. Por lo tanto, el tren se mueve a una velocidad de 100 km / h con respecto a la tierra. La tierra también se está moviendo, y a gran velocidad. Pero no podemos distinguirlo porque la tierra es nuestra pequeña burbuja. Entonces parece que la tierra está estacionaria

Ahora, si el tren fuera la pequeña burbuja, el tren estaría parado y si una mosca volara hacia la parte trasera de este tren, ¿qué pasaría? Golpearía la parte trasera del tren.

Déjame preguntarte una cosa. Si hay una pared a 5 metros de distancia y comienzas a caminar hacia ella, ¿eventualmente golpearías?

Este es un excelente ejemplo de velocidad relativa. Cuando se nos dice que algo viaja a cierta velocidad, la pregunta natural debe ser, “¿en relación con qué?”.

En un escenario de la vida real, el tren viajaría a 100 km / h en relación con el suelo y la mosca viajaría a 20 km / h en relación con el tren, lo que significa que la mosca viaja a 120 km / h en relación con el suelo. Esto se debe a que todo dentro del tren, incluso el aire viaja a la misma velocidad que el tren. Esto también explica por qué los pasajeros no se asfixian o hacen explotar sus pulmones cuando están en un tren.

La velocidad dada para volar: ¿es relativa al tren o al suelo?

En el primer caso, volar golpearía la parte delantera del tren en t1 = 20 / tren-longitud (km) horas.

En este último caso, la mosca golpearía la parte trasera del tren con una velocidad de 80 km / h después del tiempo t2 = t1 / 4

Básicamente, siempre debe tener cuidado con el “marco de referencia” y cómo se dan las velocidades en relación con un solo marco de referencia.

En su pregunta, el marco de referencia en el que se dan las velocidades es ambiguo y es por eso que proporcioné respuestas alternativas.

Espero que esto ayude

Si la mosca viaja a 20 km / h en relación con el suelo, esto significaría que tendría una velocidad de 80 km / h en relación con el tren y pronto golpearía la parte posterior del tren. Sin embargo, esta no es una situación realista ya que la velocidad máxima de una mosca es de aproximadamente 10 km / hy el escenario presentado implica una velocidad del aire de 80 km / h.

Una situación más probable sería que la mosca se movería a una velocidad de 20 km / h en relación con el tren, aunque esto es rápido para una mosca. Probablemente disminuirá la velocidad antes de llegar a la parte trasera del tren y realizar un aterrizaje suave.

Bueno, depende de con qué respeto has descrito la velocidad de la mosca.

Si ha descrito la velocidad como absoluta, es decir, sobre el terreno (que parece por cierto), entonces seguramente golpeará la parte posterior del tren ya que el tren se mueve más rápido que la mosca en términos absolutos. Si la velocidad de vuelo se describe como relativa, es decir, por alguien dentro del tren, no golpeará la parte posterior del tren.

No, la mosca se mueve 20 km / h en relación con el tren y, debido a esto, simplemente se movería al frente del tren, o donde sea que vaya exactamente. Solo necesita ir a una autopista y alcanzar una velocidad estable. En esta situación hipotética, no está pegado al asiento y puede moverse libremente dentro del automóvil, esto se debe a que acelera con el automóvil y se mueve a la misma velocidad hacia el automóvil.