Una caricatura muestra el tupé saliendo de la cabeza de un pasajero del ascensor cuando el ascensor se detiene rápidamente durante un viaje ascendente. ¿Puede esto realmente suceder sin que la persona esté atada al piso del elevador? ¿Algunas ideas?

El concepto más importante aquí es el principio de equivalencia de Einstein: si un marco de referencia se acelera, las fuerzas en el marco como resultado de esta aceleración son equivalentes a un campo gravitacional uniforme en una dirección opuesta a la aceleración. En este caso, la aceleración del elevador se dirige hacia abajo, por lo que habrá un campo gravitacional uniforme dentro del elevador apuntando hacia arriba.
Sea a = la aceleración del campo gravitacional inducido, g = aceleración del campo gravitacional existente de la tierra, m = masa del tupé y M = la masa de la persona. Si el toupee va a volar, entonces ma (la fuerza sobre el toupee desde el marco acelerado) debe ser mayor que mg (la fuerza sobre el toupee por la gravedad terrestre). ma> mg produce la condición de que a> g. Dado que la persona siente exactamente las mismas aceleraciones, Ma> Mg, que también produce a> g para la persona.
Esto nos dice que la aceleración necesaria para levantar el tupé también es lo suficientemente fuerte como para levantar a la persona. Entonces el tupé no podía volar de la cabeza de la persona, pero los dos podían volar juntos del piso del elevador.

Sí, un poco, bajo ciertas condiciones.

En condiciones normales, hay una fuerza que nos empuja hacia abajo y, dado que no caemos libremente, también hay una fuerza que viene del suelo que nos empuja hacia arriba. Dado que estamos atrapados entre el gound y la gravedad, estamos comprimidos, sí, realmente lo estamos, de manera medible.

El tupé no tiene un precio diferente, aunque está atrapado entre la cabeza y la gravedad, también está comprimido, o en caso de un tupé, el cabello se presiona hacia abajo.

Cuando el elevador se detiene repentinamente o entra en modo de caída libre, la fuerza proveniente del suelo se desvanece repentinamente. La fuerza interna resultante de la compresión ahora puede restaurar con mayor o menor velocidad la forma original sin comprimir del objeto. Un tupé es bastante rápido al hacerlo, debido a que el cabello se dobla hacia abajo como un resorte, “volverá a saltar” en un estado sin doblar. Esa inversión de la compresión ahora genera una fuerza externa hacia arriba y hacia abajo y, como resultado de esa fuerza, todo lo que no está conectado al objeto por debajo o por encima de él empujando lejos de ese objeto.

Sin embargo, de hecho, un tupé casi nunca despegará así, incluso en esa situación extrema. Los tupés no solo se colocan encima de la cabeza, siempre se fijan allí de alguna manera porque de lo contrario cada movimiento no tan cuidadoso de su cabeza lo dejaría volando. La fuerza que puede crear un tupé que vuelve a caer en condiciones no comprimidas es mucho menor que las fuerzas que aparecen al girar la cabeza. Por lo general, adherencia o horquillas para el cabello o lo que sea que lo mantenga presionado.

Sabes que en los dibujos animados todo vale.
En el mundo real, casi siempre es como antes, deja de ser predecible.
En su caso, con el ascensor, apenas es factible.
La aceleración hacia abajo es aproximadamente 9.81 m / s / s. Para levantar del piso, la desaceleración (hacia arriba) debe exceder este número.
Primero, la velocidad debe ser lo suficientemente alta. Pero luego los frenos … Necesitan frenar todo el sistema lo suficientemente rápido …
Y luego consuelo. Nadie quiere que sus invitados se sientan incómodos durante un viaje en ascensor, por lo que nadie ni ningún fabricante diseñarían ni construirían un sistema de ascensor que pudiera hacer esto.
Pero para dejar que algo salga de un pasajero, el pasajero debe estar atado al piso.

No, esto no es posible, excepto si se le aplicara alguna otra fuerza externa hacia arriba, o (como sugiere) una fuerza adicional a la gravedad está empujando a la persona hacia abajo.

Si la peluca “simplemente” abandonara la cabeza, esto eliminaría todas las fuerzas que operan sobre ella, excepto la gravedad. La gravedad lo derribará con una aceleración de 10 metros por segundo al cuadrado (caída libre). Sin embargo, si la persona desciende más rápido, eso significa que él / ella es “más rápido que caerse”, lo que significa que una fuerza adicional a la gravedad lo empuja hacia abajo.

La resistencia del aire no juega un papel aquí, ya que el aire se mueve tan rápido como el elevador y sus ocupantes.

No en la práctica. Un ascensor no puede detenerse tan rápido. Pero, si pudiera, entonces sucedería. Todo lo que no esté atado continuaría aumentando hasta que la energía de inercia se disipe y la gravedad se haga cargo nuevamente.
Sin embargo, dudo que su peluca llegue a volar.

Aparentemente , realmente se elevaría en una parada muy rápida, pero no muy por encima del paté. El cuerpo no se elevaría tan rápido, porque las articulaciones tendrían que “desenrollarse” de la compresión normal primero.