Si F = ma, ¿por qué un objeto que cae a velocidad terminal tiene fuerza cuando impacta el suelo?

Cuando el objeto cae a velocidad terminal, la fuerza neta sobre él es cero (la resistencia del viento equilibra la fuerza de la gravedad) y su velocidad es constante.
Cuando toca el suelo, pasa de la velocidad terminal a cero, desacelerando a una velocidad de v / t donde v es la velocidad terminal yt es el tiempo entre el impacto y se detiene por completo (generalmente muy poco tiempo) haciendo que la fuerza F = (v / t) * m

Ej: si un objeto con masa m cae a 10 metros / segundo y toca el suelo para descansar en .1 segundos, la aceleración es (10 metros / segundo) / (. 1 segundos) o 100 metros / segundo / segundo y la fuerza actúa en ella F = 100m

Suponiendo una colisión inelástica:

[matemáticas] \ displaystyle \ vec {F} = m \ cdot \ vec {a} [/ matemáticas]

[matemáticas] \ displaystyle \ vec {F} = m \ cdot \ frac {\ Delta \ vec {v}} {\ Delta t} [/ math]

[matemáticas] \ displaystyle \ vec {F} = m \ cdot \ frac {\ vec {v} _f – \ vec {v} _t} {\ Delta t} [/ math]

[matemáticas] \ displaystyle \ vec {F} = m \ cdot \ frac {0 – \ vec {v} _t} {\ Delta t} [/ math]

[matemáticas] \ displaystyle \ vec {F} = – m \ cdot \ frac {\ vec {v} _t} {\ Delta t} [/ math]

dónde:

[matemáticas] v_f = \ text {velocidad final} [/ matemáticas]

[matemáticas] v_t = \ text {velocidad terminal} [/ matemáticas]

[matemáticas] \ Delta t = \ text {tiempo de impacto} [/ matemáticas] (probablemente fracción (es) de segundo)

El hecho de que un objeto haya dejado de acelerar no significa que haya detenido su movimiento. Puede que haya acelerado a su velocidad máxima, pero todavía está viajando a esa velocidad máxima, por lo que el impacto ciertamente tiene fuerza de energía.

Gracias por preguntar. Me temo que no puedo ayudarlo por qué su ecuación no funciona porque no lo sé. Sin embargo, sé que la velocidad terminal es la velocidad máxima a la que un objeto puede acelerar, pero que una vez que se ha alcanzado esa velocidad, el movimiento de ese objeto todavía tiene la fuerza de la energía que ha alcanzado por su velocidad.

¿Cuál es la aceleración en el impacto? Ya sabes, cuando pasa de terminal a nada en cero-punto-dos segundos *.

* El tiempo de impacto es aleatorio allí; depende de la masa y la dureza del objeto, así como de la dureza de la superficie de impacto.

Tanto el suelo como el objeto ejercen fuerza el uno sobre el otro cuando chocan.

Cualquier cambio en la velocidad es la aceleración, por lo que cuando un objeto toca el suelo, cambia de su velocidad terminal a cero. Esa es una aceleración, y ocurre en una fracción de segundo, por lo que hay una gran cantidad de fuerza involucrada en una colisión como esa.

Ahora, es / es / verdad, sin embargo, que todas las fuerzas que actúan sobre un objeto a velocidad terminal están equilibradas. La velocidad terminal se define como una velocidad a la cual la fuerza de gravedad que actúa hacia abajo es igual a las fuerzas de arrastre que actúan hacia arriba. Por lo tanto, cuando las fuerzas están equilibradas, el objeto no experimenta aceleración neta.

Porque el objeto se desacelera rápidamente. Dependiendo de la cantidad de “dar” durante la colisión con el suelo, estas fuerzas pueden ser grandes.

Pensamos en la aceleración como el aumento de la velocidad, pero se trata más del CAMBIO de velocidad. Cuando ese elemento toca el suelo, el niño hace su cambio de velocidad.

Porque cuando toca el suelo (o un objeto), hay un cambio instantáneo en la velocidad. Si supones que bajar es positivo, cuando golpea el suelo invierte el rumbo y va hacia arriba con una velocidad negativa. Ese cambio en la velocidad que pasa de positivo a negativo es la aceleración que imparte la fuerza sobre el suelo que golpeó.

Otra forma de pensar la fórmula original de newton – F = dp / dt, donde p = mv. Aquí puedes ver que la velocidad es terminal. Luego, cuando toca el suelo, la v cambia y, por lo tanto, es responsable de la fuerza.

Piense en la fuerza como el cambio en el momento con respecto al tiempo d (mv) / dt

El impulso cambia dramáticamente en un período de tiempo muy corto.

En F = Ma, F es una fuerza externa neta. La aceleración es cero implica que la fuerza externa neta es cero. En esta condición, Peso = viscoso o fuerza de arrastre.