Física: ¿Por qué flotarías en el elevador si te cayeras en un elevador de caída libre?

Es cierto que todo en un ascensor que cae flotará. Vea el boceto que he dibujado para que las cosas sean más fáciles de entender.

Digamos que comienzas a acelerar desde el último piso de un edificio. Las fuerzas que están en juego son: una, la fuerza gravitacional sobre usted (mg) en dirección hacia abajo y el empuje del piso del elevador sobre usted en dirección hacia arriba (llamemos a esto “W”). Si el elevador fuera de escritorio , esta fuerza hacia abajo mg y la fuerza hacia arriba por el piso habrían sido iguales (por lo tanto, sin aceleración).

Sin embargo, el hecho de que haya aceleración en la dirección hacia abajo significa que hay una fuerza neta hacia abajo y este es el valor absoluto de la diferencia entre W y mg. Si tomamos cualquier vector que apunta hacia abajo como negativo y hacia arriba como positivo y conectamos todas las fuerzas en la segunda ecuación de la ley de movimiento de Newton

F net = ma, lo que obtenemos es

W-mg = m (-a)

(a es negativo ya que está en dirección descendente. Además, vea el pequeño cálculo en verde en el diagrama del LHS. Por lo tanto, la aceleración no siempre es positiva y la desaceleración no siempre es negativa)

o W = m (ga)

Si estuvieras en una balanza en el elevador, W sería tu peso. Puede ver que si la aceleración es “a”, su peso se está reduciendo ya que (ga) es menor que g.

Ahora si el elevador está en caída libre, a = g. Si esto sucede W = 0 y se sentirá ingrávido, como las condiciones en el espacio.

Vea estos 2 videos para obtener una visión más profunda.

Primero piense en el peso aparente. El peso que sientes aquí en la Tierra es aparente porque está definido por la Fuerza Gravitacional que actúa sobre ti. Debido a la gravedad de la Tierra, tienes peso = mg. Su masa permanece constante pero g puede cambiar en varios lugares del universo, por eso lo llamamos peso aparente.

Su peso aumentará si su Fuerza externa también actúa sobre usted aparte de la fuerza gravitacional natural.

entonces podemos decir W (aparente) = F (ext) + mg

En un escenario normal, F (ext) = ma = permanece cero. porque no pasas por ninguna aceleración (hacia o contra la Tierra)

En reposo o cuando los elevadores se mueven con velocidad constante, a = 0, por lo que la fuerza externa del elevador siempre es cero. y tu peso = 0 + mg

pero cuando el elevador cae libremente, significa que su cuerpo se desacelera con la aceleración de la gravedad, lo que significa a = – g (negativo)

entonces F (ext) = -mg

peso aparente, W = – mg + mg = 0 [consulte W = F (ext) + mg]

Es por eso que no sientes peso en el cuerpo cuando caes libremente.

pero si el elevador sube con la misma aceleración que la gravedad, entonces a = g (positivo)

y peso aparente = mg + mg = 2 mg

entonces te sientes doblemente pesado si el elevador sube con la misma aceleración que la gravedad. Supongo que los astronautas experimentan esta situación mientras suben al universo.

digamos que estás en un ascensor, luego el cable se rompe.
casi al instante, el ascensor se acelera, yendo, digamos, 50 mph.
Ahora, usted, una persona dentro, también comienza a acelerar, sin embargo, no puede alcanzar el elevador, por lo que va a 49 mph, debido a esto, parece que está “flotando” en el elevador, acelerando “hacia arriba” para el techo de dicho elevador a 1 mph, pero todavía estás cayendo a 49 mph, es solo tu perspectiva en ese escenario que estás flotando.

La razón por la que “flotaría” no es la falta de gravedad, es solo que el elevador está cayendo de la misma manera que usted. Entonces, desde la perspectiva del elevador, estás flotando. Desde la perspectiva de cualquier otra persona en el edificio, estás cayendo en picado rápidamente hacia tu muerte.

Los astronautas en órbita también están cayendo debido a la gravedad, al igual que la nave a su alrededor. Es solo que se mueven horizontalmente tan rápido que continuamente caen en el horizonte.

No flotarías a menos que alguna fuerza actuara para alejarte del piso del elevador. Simplemente te quedarías donde estás en un marco perfectamente inercial (es decir, sin fuerzas que actúen sobre ti).

La gravedad no es en realidad una fuerza. Es el resultado de la curvatura del espacio-tiempo cerca de objetos masivos como la Tierra y el Sol. El ascensor que cae no está realmente cayendo. Ya no está acoplado mecánicamente al suelo, que acelera hacia arriba.

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