Tomé una clase de física y aprendimos la física de lanzar una pelota y que sigue disminuyendo en velocidad cuando se lanza hasta que llega a cero. ¿Cuánto tiempo se queda cuando alcanza 0 m / s?

La respuesta rápida es: tiempo cero.

Estás teniendo dificultades con la idea de la velocidad instantánea.

Estás en un auto estacionario. Comienza a moverse y se acelera normalmente hasta una velocidad de 30 mph.

Al principio su velocidad era de 0 mph. Al final fue 30 mph. Ahora debe haber pasado por todas las velocidades porque no tiene ningún sentido decir que fui de 0 mph a 30 mph pero perdí 20 mph porque no fue así. ¿Cómo puede ir de 19 mph a 21 mph sin viajar en algún momento a 20 mph? No puede.

Digamos que hiciste esta aceleración 0-30 mph en 10 segundos. La pregunta que se hace entonces es ¿cuánto tiempo pasaste haciendo 20 mph mientras aceleras?

¡Difícil! – Un enfoque es decir que tenemos 10 segundos, cuántas velocidades diferentes hay entre 0 y 30 mph. Si supiéramos que hay 1000 velocidades, podríamos decir fácilmente que tomó 10 segundos cambiar y hay 1000 velocidades, por lo que debe haber sido 10/1000 = 0.01 segundos en cada velocidad.

Todo lo que tenemos que hacer es contar cuántas velocidades diferentes hay. ¡Derecho! Comenzando en 0 luego 0.1, 0.2, 0.3, etc. hasta 30 mph, esto nos da 300 velocidades.

Pero también tenemos 0.01,0.02,0.03, mph, etc., esto nos da 3000 velocidades.

Olvidé mencionar 0.001, 0.002, 0.003 mph, lo que significa que hay 30 000 velocidades.

Puedo ver un problema aquí: puedo seguir agregando 1 cero más a los incrementos de velocidad y tener 10 veces más velocidades. No hay límite, podría tener un número infinito de velocidades diferentes. Estrictamente podemos dividir por infinito, pero sabemos que si dividimos por números muy grandes obtenemos respuestas muy pequeñas. Entonces, si dividimos por un número infinito de velocidades, la respuesta debe ser muy cercana a cero o = cero.

Una cantidad de tiempo infinitamente pequeña. Porque inmediatamente después de que la pelota golpea 0 m / s, inmediatamente comenzará a descender, que es una velocidad distinta de cero. Incluso .000000000001 segundos después de que la pelota alcanza la velocidad 0, tendrá una velocidad negativa. Será realmente pequeño, pero aún finito y negativo.

Ese es el efecto de una aceleración constante como la gravedad. Si la gravedad es la única fuerza que actúa sobre un objeto, el objeto cambia constantemente de velocidad y, por lo tanto, nunca tiene la misma velocidad, cero o no, durante dos instantes diferentes de tiempo.

Puedes aprender más sobre esto buscando en Google “La paradoja de Zenón”. Los antiguos también pensaron en esto. En términos modernos, es un “diferencial” o “Infinitessimal” también se llama un “fantasma de cero”.

  • (wiki) Hay varios métodos para definir rigurosamente los infinitesimales, pero es suficiente decir que un número infinitesimal es más pequeño en valor absoluto que cualquier número real positivo.

No lo hace. La gravedad que desaceleró su progreso ascendente comenzará inmediatamente a bajarlo, y al mismo ritmo básico de aceleración. Entonces, la velocidad cuando alcanza la altitud a la que se lanzó será la misma velocidad que tenía cuando se lanzó, excepto que será un vector descendente en lugar de uno ascendente.

(Editado después de un breve intercambio con David Starling, mencionó esto).

Si traza la parábola del ascenso de la bola, el punto en ese cuadro en el que la velocidad hacia arriba / hacia abajo de la bola es cero estaría en la “cresta” de su ascenso, pero ese punto tomaría una duración de tiempo que también era cero, ya que La aceleración de la gravedad sería constante en toda la tabla.

Pasa tiempo cero exactamente a 0 m / seg. También pasa el tiempo cero a cualquier otra velocidad determinada con precisión.

También pasa tiempo cero a cualquier altura determinada exactamente, por ejemplo, 1,5 metros.

Esto puede sonar extraño ya que el tiempo que lleva volar y luego caer no es cero. Pero si alguna cantidad cambia continuamente, el tiempo dedicado a un valor matemáticamente exacto es cero.

No tan largo. Un objeto que se libera al aire está bajo fuerza gravitacional. A medida que sube, disminuye debido a la gravedad hasta que alcanza el pico. Como la pelota está bajo la fuerza gravitacional, no puede hacer nada más que caer de inmediato.

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Colgará en equilibrio por un período de tiempo muy corto. Pero no puede! Necesitamos mirar más de cerca.

Bien, ahora parece estar realmente preparado por un momento. Pero no puede ser, tenemos que mirar aún más de cerca. . .

Ahora habrá un breve intermedio mientras progresamos el experimento mental a escala atómica. Las longitudes de la tabla son las siguientes, pero puede llevar un tiempo acercar diez al menos 20 del ancho de un protón. Sería fascinante poder controlar esas distancias y tiempos.

Me pregunto si la bola aceleraría inicialmente en pulsos de longitud de la plancha.

¿Cuánto tiempo? Cero segundos Es un punto en una línea. ¿Cuánto dura un punto? Un punto no tiene longitud. Puede ser aproximadamente cero por un corto tiempo (depende de la aproximación que use).

Solo por un pequeño instante.