Esto es un malentendido muy común. Los nuevos en el estudio de la física cuantitativa aprenden rápidamente que las cosas cerca de la superficie de la Tierra caen con una aceleración de “g”, o aproximadamente 9.8 m / s ^ 2. Parece que debe ser un conocimiento útil, y existe una tendencia humana a aplicar cosas útiles de manera amplia. De esta manera, es fácil suponer que cualquier objeto que cae se está acelerando en g.
Al comprender por qué esto no funciona, es útil pensar en lo que significa la Segunda Ley de Newton. La fuerza neta que actúa sobre algo hace que esa cosa se acelere y la aceleración está limitada por la masa.
Para objetos que caen libremente en el campo gravitacional cerca de la Tierra, la fuerza neta es igual a mg. Establezca esto igual a ma, y el resultado es que a = g.
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Para la masa colgante en cuestión, supongo que la conexión a una masa en una mesa sin fricción es a través de una cuerda. La cuerda ejerce una fuerza hacia arriba sobre la masa colgante. Esta fuerza es la tensión, T, en la cuerda. Ahora la fuerza neta sobre la masa suspendida en la dirección hacia abajo es mg – T. Si se establece igual a ma, queda claro que la aceleración ya no puede ser g. Debe ser menor que g.
En el caso de que no haya fricción y con una cadena de masa relativamente pequeña, hay una manera simple de determinar la aceleración. Trate los dos objetos como un solo sistema. La masa de este sistema es entonces la suma de las dos masas.
Aquí hay algo extraño sobre la fuerza neta en este sistema. Ahora realmente es solo mg, donde m es la masa del objeto colgante. La razón por la cual la tensión en la cadena se puede ignorar es que la cadena está dentro del sistema y solo ejerce fuerzas internas. Las fuerzas internas no afectan el movimiento o la aceleración de los sistemas.
Hay dos fuerzas externas que actúan sobre el objeto en la mesa, pero son la fuerza gravitacional hacia abajo sobre el objeto y la fuerza hacia arriba ejercida por la mesa. Estas dos fuerzas son opuestas y del mismo tamaño. Ellos cancelan Eso deja a mg como la única fuerza restante en el sistema en su conjunto.
La aceleración es entonces mg dividida por la suma de las dos masas. De nuevo se ve que la aceleración no es g.
