Física: si la acción y la reacción son opuestas, ¿por qué no se cancelan entre sí?

Bueno, las fuerzas de acción y reacción son iguales y opuestas, pero no se cancelan ya que no se aplican en el mismo cuerpo .
Por ejemplo, si un bloque de masa m está sentado en una mesa. La fuerza de acción ‘mg’ se aplica por bloque en la mesa mientras que la fuerza de reacción ‘N’ se aplica por la mesa en el bloque en forma de reacción Normal (misma magnitud ‘mg’), por lo tanto, no se cancelan.

Editar: siento la necesidad de explicar la necesidad de la fuerza de reacción, para el ejemplo anterior, si la reacción normal no hubiera estado allí, no habría fuerza que impida que el bloque de masa ‘m’ baje, por lo que es debido a la reacción normal fuerza que el bloque no derribe la mesa y se mueva hacia abajo ya que la fuerza que actúa sobre el bloque se cancela.

Más ejemplos,

Una bola cae sobre un clavo, tan pronto como la bola golpea el clavo, el clavo alcanza una velocidad, por lo tanto, la fuerza aplicada por la bola sobre el clavo es el cambio neto en el momento por unidad de tiempo, y la misma fuerza es aplicada por el clavo nuevamente la pelota.

Una cuerda atada a una pared es arrastrada por una fuerza ‘f’ por un humano, la misma fuerza aplica la cuerda sobre el humano en forma de fuerza de tensión.

Sí, nada debería moverse ¿verdad? Pero espera. Las cosas se mueven. Algo parece estar mal aquí. Vamos a investigar

Supongamos que su mamá / papá quiere reubicar el refrigerador casero. No preguntes por qué. Los padres hacen eso. A veces. Pero ese no es el punto.

De mala gana, usted todavía está obligado a la solicitud. Ya que no querías perderte el almuerzo. (Sabia decisión). Empujas hacia la nevera. La siguiente imagen ilustra tu esfuerzo.

Diagrama de cuerpo libre de nevera :

Tenga en cuenta (en la imagen a continuación) esa fuerza aplicada por usted en el refrigerador . Entonces, si te molestas en dibujar el diagrama de cuerpo libre o el diagrama de fuerza del refrigerador, esta fuerza que apunta hacia la derecha debe aparecer y la fricción en la base del refrigerador hacia la izquierda.

Diagrama de cuerpo libre de su cuerpo :

Llevando las cosas más lejos, ahora cómo se vería el diagrama de fuerza si lo hicieras para las fuerzas horizontales que actúan sobre ti. Además de la fricción en sus botas, habrá una fuerza igual y opuesta (la tercera ley de Newton) que actuará sobre sus manos junto al refrigerador , lo que trataría de empujarlo hacia la izquierda.

Ahora, si aplica las leyes de Newton (la segunda ley de Newton) en cada uno de estos cuerpos, al observar cada diagrama de fuerza, las dos fuerzas (de la tercera ley de Newton) no podrían cancelarse entre sí, ya que actúan sobre dos cuerpos diferentes . aparecen en dos ecuaciones separadas.

Este es siempre el caso. Las fuerzas opuestas de las que habla la tercera ley de Newton siempre aparecen en dos cuerpos separados y nunca se cancelarían. Uno debe dibujar un diagrama de cuerpo libre para cada uno de estos cuerpos, siempre haciendo la pregunta-fuerza por qué actúa sobre qué. Ahora, por favor, vuelva a mirar mis palabras en negrita y cursiva, como dije este hecho.

Espero que estés “conmovido” 🙂

En esta nota, siempre ayude a su mamá / papá.

El problema:

A menudo las personas tienen la siguiente dificultad con la Tercera Ley de Newton:

“Si A empuja a B, entonces B empuja a A con una fuerza igual y opuesta. Si estas fuerzas son iguales y opuestas, se cancelan, produciendo una fuerza neta de cero. Esto significa que ninguno de los objetos puede acelerar, lo que significa que las Leyes de Newton predicen que nada puede moverse “.

Comprendamos esto con un problema de caballo y carro.

El granjero Brown engancha al viejo Dobbin a su carro un día y luego dice: “¡Bien, viejo Dobbin, vámonos!”

El viejo Dobbin se vuelve hacia el granjero Brown y le dice: “¿Recuerdas cuando estábamos en la escuela secundaria cuando tomamos Física juntos?”

“Sí, lo sé. Éramos compañeros de laboratorio en esa clase, y nos divertimos mucho”. dice el granjero Brown.

“¡Ah, sí! ¡Esos eran los viejos tiempos, de acuerdo!”, Dice Old Dobbin, “¿Recuerdas las Tres Leyes de Newton, por supuesto, que dicen cómo se mueven todos los objetos?”

“¡Sí, lo hago! Recuerdo que las Leyes de movimiento de Newton son la piedra angular de la mecánica. ¡Ahora, hagamos que este vagón se mueva!”

“¿Recuerdas cómo la Tercera Ley de Newton dice que cada fuerza de acción tiene una fuerza de reacción igual y opuesta?”, Dice Old Dobbin, ignorando la impaciencia del granjero Brown.

“Sí.” dice el granjero Brown, sintiendo problemas.

“La Tercera Ley de Newton dice que si tiro de la carreta, la carreta ejerce una fuerza igual y opuesta sobre mí. ¿No estás de acuerdo?”, Pregunta el viejo Dobbin.

“Sí, pero…”

“Si estas dos fuerzas son iguales y opuestas, se cancelarán, de modo que la fuerza neta sea cero, ¿verdad?”, Argumenta Dobbin.

“Bueno, supongo que sí”, tartamudea el granjero Brown.

“La fuerza neta es siempre lo importante. Si la fuerza neta es cero, entonces la Segunda Ley de Newton (y también la Primera Ley de Newton) dice que la aceleración del vagón debe ser cero”.

“Sí, recuerdo muy bien la Segunda Ley de Newton, Old Dobbin”, dice Farmer Brown, con suerte. “Esta discusión de física es ciertamente interesante, ¡pero sigamos!”

“¡Pero ese es el punto!”, Objeta Old Dobbin, “Si el tirón del carro es siempre igual y opuesto al mío, entonces la fuerza neta siempre será cero, por lo que el carro nunca puede moverse. Ya que está en reposo, debe ¡siempre permanece en reposo! ¡Ven aquí y enganchame, ya que acabo de probar que las Leyes de Newton dicen que es imposible que un caballo jale un carro! ”

En este punto, el granjero Brown levanta sus manos consternado y se vuelve hacia ti. “¡Por favor, ayúdame!” él dice: “¡Realmente debería haber prestado más atención en la clase de física! Sé que las Leyes de Newton son correctas, y sé que los caballos realmente pueden tirar de los vagones. Tiene que haber un error en el argumento del Viejo Dobbin, pero ¿qué es? ¿puedo convencer al viejo Dobbin de que si tira de la carreta, se moverá?

Entonces, ¿cuál es tu respuesta?

Las ideas clave:

• El objeto A se acelera (o no) debido a las fuerzas que lo empujan o tiran de él . (Segunda ley de Newton) Las fuerzas que empujan o tiran de algún otro objeto no tienen efecto en el movimiento del objeto A, incluso si el objeto A las ejerce .
• Solo las fuerzas que actúan sobre un objeto pueden cancelar . Las fuerzas que actúan sobre diferentes objetos no se cancelan; después de todo, ¡afectan el movimiento de diferentes objetos!

La solución:

La Tercera Ley de Newton realmente dice que si A empuja a B, entonces B empuja a A con una fuerza igual y opuesta. Sin embargo, estas fuerzas NO SE CANCELAN porque influyen en el movimiento de diferentes objetos . La fuerza que A ejerce sobre B influye en el movimiento de B, y la fuerza que ejerce B sobre A influye en el movimiento de A. La fuerza en B puede cancelarse con otras fuerzas en B, pero NO con fuerzas en A (y viceversa).

La razón principal es que las fuerzas de acción y reacción NO están en el mismo objeto.

Por ejemplo, si mi mano empuja un bloque a través del piso, las fuerzas de acción-reacción son la mano que empuja el bloque y el bloque que empuja la mano. Si quieres saber si el bloque se acelera, debes mirar SOLAMENTE la acción de las fuerzas en el bloque. Esas podrían ser la mano en el bloque y la fricción causada por el piso que actúa sobre el bloque. Si la fuerza de la mano y la fuerza de fricción son iguales entre sí, entonces el bloque no se acelerará. Si la fuerza de la mano es mayor que la fricción, entonces el bloque se acelerará.

¿Acelerará mi mano? Solo si la fuerza ejercida por mi brazo sobre mi mano es mayor que el bloqueo que empuja hacia atrás en mi mano.

Lo hacen, de hecho.

Coloque un libro (o hervidor de agua, o incluso una mosca) sobre una mesa.

El libro tiene una masa y, por lo tanto, un peso. La atracción gravitacional de la tierra actúa sobre ella y la empuja hacia el centro de la tierra.

¿Qué impide que el libro pase por la mesa?

La mesa se dobla bajo el efecto de su peso. (Honestamente, se dobla, incluso si una mosca se sienta sobre ella. Se dobla por una cantidad minúscula para una mosca, una cantidad mayor por el libro. Si un hipopótamo se sentó sobre ella, la mesa se dobla hasta el extremo hasta que la madera se astilla y el hipopótamo se estrella)).

Al doblarse, desarrolla una fuerza restauradora debido a su elasticidad, que trata de oponerse a la atracción gravitacional del libro.

Se sigue doblando hasta que esta fuerza restauradora sea igual a la fuerza gravitacional en el libro.

La fuerza gravitacional es la ACCIÓN. La fuerza restauradora es la REACCIÓN. Si no se cancelaran entre sí, el libro se habría roto y se habría caído al suelo.

Ahora el piso se dobla. (créeme. Así es como proporciona una fuerza de REACCIÓN)

La fuerza restauradora ejercida por el piso ahora proporciona la REACCIÓN. Si no fuera capaz (el agua no puede, por ejemplo), el libro continuaría forzando su camino hacia el centro de la tierra.

tomemos un ejemplo

estás tratando de levantar una silla. Entonces la acción será la fuerza que aplicas sobre la silla para levantarla y su reacción será la fuerza que apliques en el piso con tus pies. Puedes levantar la silla fácilmente, ¿no? es porque no hay fuerza opuesta que actúe sobre la silla para cancelar su fuerza aplicada. La fuerza de reacción de su fuerza aplicada no puede cancelar su fuerza ya que esa fuerza está actuando en el suelo por sus pies.

Nuevamente, cuando intentas levantar la silla de pie, no puedes levantarla. Es porque en ese momento tanto la acción como la fuerza de reacción actúan sobre la silla. entonces se cancelan y la fuerza neta es cero.

por lo tanto, solo la acción y la fuerza de reacción se cancelarán entre sí si actúan sobre el mismo cuerpo.

Has entendido mal el concepto de Mecánica Clásica. La tercera ley de Newton establece que cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre un segundo cuerpo, el segundo cuerpo ejerce simultáneamente una fuerza de igual magnitud y dirección opuesta sobre el primer cuerpo. Esas fuerzas se ejercen en dos cuerpos diferentes.

Las fuerzas se cancelan solo cuando fuerzas de igual magnitud actúan sobre el mismo cuerpo en dirección opuesta. Pero el contexto de su pregunta dice que dos cuerpos ejercen una fuerza de igual magnitud entre sí cuando hay contacto entre ellos.

Usted ve, en la vida real, que la cancelación de fuerzas no es posible. Es posible solo matemáticamente.
Un empuje o un tirón es posible solo si hay una diferencia en la fricción de 2 objetos. No solo la fricción, también depende de su masa.
Por ejemplo, considere que está golpeando una pelota en una pared. También tienen lugar fuerzas iguales y opp. Como el muro tiene la capacidad de resistir esa fuerza, se queda quieto. Pero la pelota se bota, lo que posee menos peso. Aquí la pelota experimenta menos fricción (en medio de aire) y la pared experimenta una alta fricción.

La cancelación de dos fuerzas solo tiene lugar si son iguales, opuestas y, lo más importante, ¡ actúan sobre el mismo cuerpo !. En el caso de la tercera ley, no establece que estas fuerzas actuarán en el mismo cuerpo. Por ejemplo, cuando coloca un bloque de hierro en el suelo, ejerce una fuerza sobre el suelo (peso). Ahora, obviamente, existe una fuerza igual y opuesta (reacción normal) que actúa sobre el bloque.

Cuando aplicas fuerza sobre un cuerpo, el cuerpo aplica una fuerza igual y opuesta hacia ti. Si no puede aplicar una fuerza igual, entonces el cuerpo se rompe o se dobla / deforma.

Ahora no es que el cuerpo esté flotando en el aire, ¿verdad?
Está sentado en el suelo.
Ahora, cuando aplicas una fuerza sobre el cuerpo, la fuerza se distribuye por todo el cuerpo. Entonces, cuando su fuerza aplicada es mayor que la fuerza de fricción, entonces el cuerpo comienza a moverse.

Esto no sucede porque las fuerzas de acción y reacción actúan simultáneamente sobre dos cuerpos DIFERENTES. Si hubieran estado actuando sobre el mismo cuerpo, no habría habido movimiento, pero el cuerpo sobre el que actúan podría deformarse.

PD: Depende de ti elegir qué fuerza es acción y cuál es reacción. Sin embargo, las dos fuerzas deben ser idénticas en naturaleza y magnitud.

Por ejemplo, la reacción de la fuerza electromagnética no puede ser nuclear o gravitacional.

¡Esta pregunta! ¡Cada vez!

¡Oye!

Si ambas fuerzas estuvieran actuando sobre el mismo cuerpo, obviamente se habrían cancelado.

Pero no es así. En un sistema de dos cuerpos, cuando un cuerpo aplica una fuerza (acción) sobre otro cuerpo, el otro cuerpo aplica una fuerza igual y opuesta sobre el primer cuerpo (reacción).

Entonces los efectos se ven en ambos cuerpos.

Esta es una confusión muy común de que si la acción y la reacción son iguales, ¿por qué no se cancelan?

Ahora ya sabes la respuesta. Es porque están actuando en diferentes cuerpos y no en el mismo cuerpo.

Si te refieres a la tercera ley de Newton, las fuerzas siempre están en equilibrio. Puede estar pensando en una situación en la que la fuerza está haciendo que un objeto se acelere. En este caso, el punto de contacto entre el objeto y la fuerza externa es igual y opuesto. Esto es cierto para todas las fuerzas que actúan sobre el objeto. Pero desde una perspectiva más amplia, la suma de estas fuerzas que actúan sobre el objeto es proporcional a la aceleración del objeto (segunda ley de Newton).

cada objeto que empujas o tiras aplica una fuerza igual y opuesta sobre ti siempre.

• Solo las fuerzas que actúan sobre un objeto pueden cancelar . Las fuerzas que actúan sobre diferentes objetos no se cancelan; después de todo, ¡afectan el movimiento de diferentes objetos!
• cuando A presiona B y luego B presiona A, significa que hay una fuerza de acción en B y una fuerza de reacción en A.

muchas cosas a considerar también dependen del escenario, supongamos que está empujando algo que levita en gravedad cero con usted, luego, cuando aplica una fuerza muy pequeña sobre él, el objeto también aplicará una fuerza de reacción sobre usted, pero cuando la fuerza aplicada supera la inercia de ese objeto, entonces comenzará a moverse (dado que su inercia es mucho mayor, será estable).

Como señaló, la tercera ley de Newton establece lo siguiente.

• Para cada acción, hay una reacción igual y opuesta.

Sin embargo, la reacción no es realmente una fuerza separada, sino más bien una consecuencia de la fuerza en sí misma y esto se puede probar fácilmente mediante un experimento mental. Imagine un transbordador espacial preparándose para el lanzamiento; Tiene algo de energía química en forma de combustible de cohete que quemará. Esto producirá un vector de fuerza ya que [math] E = F \ cdot r [/ math]. Por lo tanto, tiene un vector de fuerza apuntando hacia abajo, pero debido a que el suelo está en la forma en que esto crea una fuerza que el suelo está exterminando en la nave espacial, al igual que cuando intentas empujar un objeto en el suelo, pero no se mueve. Entonces, ¿por qué se mueve la nave espacial? Bueno, por dos razones, una, tiene Energía y dos, no se cancelan perfectamente, por lo tanto, la fuerza que extiende el suelo es mayor, que es solo una extensión de la primera fuerza, no técnicamente una separada; o al menos esa es una forma intuitiva de pensarlo. Entonces, realmente tiene que ver con el hecho de que, dado que el suelo no puede moverse, algo debe moverse y ese algo es el cohete.

No se cancelan entre sí porque la fuerza de acción y la fuerza de reacción actúan sobre dos objetos diferentes. Actuar sobre el mismo objeto no creará una fuerza de reacción. Esta es la razón .

Esta es una pregunta que creo que todo estudiante de física hace en algún momento en los pocos días después de aprender la Tercera Ley de Newton. Sin embargo, la respuesta es bastante simple.

Un cuerpo no puede ejercer una fuerza sobre sí mismo.

Eso es todo realmente. Si empujo un automóvil hacia adelante, el automóvil ejerce una fuerza sobre mí. Sin embargo, la única fuerza que actúa sobre el automóvil es mi fuerza porque el automóvil no puede ejercer una fuerza sobre sí mismo. Por lo tanto, la única fuerza que contribuye a la aceleración del automóvil es mi fuerza.

Se cancelan entre sí, aunque algebraicamente, con el resultado de que el cuerpo simplemente permanece en su lugar.
Cualquier diferencia hará que se mueva, más bien acelere, y tendrá que inventar una fuerza de inercia para neutralizar la diferencia.

CADA fuerza en el universo es una interacción de DOS objetos distintos. El objeto A ejerce una fuerza sobre el objeto B. El objeto B ejerce una fuerza igual y opuesta sobre el objeto A.

Las fuerzas de Acción / Reacción nunca pueden cancelarse entre sí porque actúan de DIFERENTES OBJETOS.

Recuerde que hay DOS objetos involucrados con cada fuerza.