Cuando un slinky se extiende y se cae, ¿por qué el fondo no comienza a caer hasta que la parte extendida lo alcanza?

Mientras mantiene el slinky extendido, la fuerza del resorte debe proporcionar una aceleración de g completa contra la aceleración de gravedad de 1 g en la parte inferior del slinky. Esto es obviamente cierto porque, de lo contrario, el fondo del slinky se seguiría estirando más hacia abajo, hasta que la fuerza del resorte se hiciera lo suficientemente grande.

Por simetría, el pedacito superior del slinky experimenta no solo la fuerza de la gravedad sobre sí mismo, sino también la fuerza del resorte del fondo del slinky hacia abajo.

Entonces, cuando lo sueltas, la fuerza del resorte intentará acelerar los dos extremos del slinky uno hacia el otro: el extremo superior baja y el extremo inferior sube. ¡Pero ya establecimos que la fuerza del resorte en el fondo del slinky debe ser exactamente la misma que la fuerza de la gravedad! Por lo tanto, el fondo del slinky no se moverá, porque todavía no tiene una fuerza neta que actúe sobre él. La gravedad y la fuerza del resorte se cancelan. Sin embargo, la parte superior del slinky termina cayendo a 2gs, dos veces más rápido que un objeto en caída libre, porque la gravedad y la fuerza del resorte lo empujan en la misma dirección.

Si suma las contribuciones de cada pieza infinitesimal del slinky, encontrará que el centro de masa en realidad todavía cae a la tasa normal de 1g. La inmovilidad de la parte inferior y la caída extra rápida de la parte superior se equilibran.

Cuando el resbaladizo se colapsa por completo, la fuerza del resorte llega a cero en toda su longitud y comienza a caer normalmente (módulo rebotando y cayendo porque, después de todo, sigue siendo un resbaladizo). Sin embargo, durante todo el proceso, el centro de masa siempre cae a la misma velocidad: 1 g.

Porque el fondo, en efecto, todavía se mantiene. Originalmente se mantenía en suspensión por el resto de la primavera. A medida que las bobinas de soporte del resorte alcanzan las partes que se mantienen en suspensión, esas partes comienzan a caer.

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