Se lanza una pelota dentro de un elevador con una velocidad de ‘u’ en relación con el elevador. Si el elevador se mueve hacia arriba con una aceleración de ‘a’ en relación con la tierra, ¿cuál es la aceleración de la pelota en relación con el elevador?

  • 4 respuestas dicen a + g, una de ellas dice específicamente que el mismo signo [convención, supongo] se aplica a ambos.
  • 1 respuesta dice ga (después de algunas galimatías).

Y la respuesta correcta es. . .

Deje que + aceleración sea hacia el centro de la Tierra. La pelota, una vez fuera de contacto con el elevador o el lanzador humano, tiene una aceleración g = 9.8 m / s / s .

Dada la convención de signos, si a es positivo, el elevador está acelerando hacia abajo. Si se acelerara hacia abajo en caída libre ( a = g ), entonces la aceleración relativa sería cero. Si a <g, entonces el elevador está siendo restringido de la caída libre y la bola cae dentro del marco del elevador con cierta aceleración relativa positiva. Llamemos a eso una (bola: elevador) que significa la aceleración de la bola en relación con el elevador. Entonces tenemos:

a (bola: elevador) = a (bola) – a (elevador) = g – a

Entonces, ninguna de las respuestas a + g son correctas. ¡El ga del estudiante lo tiene!

Me horroriza que tantas respuestas sean incorrectas, incluido un ex profesor de química, un matemático, un tutor de física de secundaria, alguien con una licenciatura en física, incluso un ex “profesor de física de nivel A”, sea lo que sea. Varios de los encuestados están jubilados. Tengo un amigo que es un economista famoso, de mi edad, que me dijo que tiene miedo de jubilarse porque todos sus colegas que lo han hecho han perdido su ventaja intelectual. Me ha preocupado un poco también.

La pelota experimenta la aceleración de la gravedad, más la aceleración relativa de [matemáticas] a [/ matemáticas] en comparación con el ascensor, hacia abajo.

El primer componente depende, por supuesto, de la altitud, que está aumentando. La aceleración relativa real dependerá de manera complicada de la velocidad y la altitud del elevador en el momento en que se lanzó la pelota y el tiempo transcurrido desde ese momento.

Sin embargo, si [matemática] a [/ matemática] y la velocidad del elevador son lo suficientemente pequeñas y la pelota se lanza al nivel del suelo, [matemática] a + g [/ matemática] será una aproximación decente de la aceleración hacia abajo relativa de la pelota .

9.81ms ^ -2 hacia abajo , sin tener en cuenta lo que u o v es

En el momento en que se lanza una pelota hacia arriba, no experimenta más fuerzas que el tirón gravitacional. La aceleración gravitacional es una constante de 9.81 ms ^ -2 hacia abajo. No importa qué tan rápido la pelota abandone las manos del lanzador, el tirón gravitacional permanece constante. Dado que estamos calculando la aceleración de la pelota en relación con el elevador, la aceleración del elevador en relación con la tierra no importa. Por lo tanto, u y v no importan. El único valor que importa es la aceleración gravitacional.

Seamos claros que la velocidad relativa no afecta la aceleración relativa. Prueba de ello es cualquier objeto que cae aquí en la tierra. El objeto tiene una aceleración fija con respecto a la tierra, pero su velocidad con respecto a la tierra no es constante.

Es lo mismo con la pelota dentro del elevador. Su velocidad no tiene nada que ver con la aceleración relativa, que es lo que se pregunta en esta pregunta. Entonces eres un arenque rojo.

La aceleración es un vector que significa que se pueden agregar aceleraciones. La bola se mueve con una aceleración g relativa a la tierra y el elevador se mueve con una aceleración relativa a la tierra, por lo que la aceleración de la bola relativa al elevador es a + g .

enumeremos los sólidos de nuestro problema

cero = Tierra, uno = elevador y dos = la pelota

dejemos que Ap01 se lea así: “Aceleración del punto p como un punto del cero sólido en relación con el sólido”. ¿Por qué hacer eso? porque ahora es muy simple poner un sólido en el medio sin errores o pensar mucho. Por ejemplo, me han pedido Ap21 o “acelerador del punto p como perteneciente a 2 (bola) en relación con 1 (elevador). Al colocar la tierra sólida en el medio, conocemos todos los términos de la ecuación.

¿Cómo es este truco de colocar un sólido en el medio de otros dos? muy fácil:

Ap21 = Ap20 + Ap01 = -g + a

es como poner un cero entre 2 y 1

(otra solución es -ga porque el hecho de que el elevador se esté moviendo hacia arriba no nos da una pista sobre si se acelera + ao -a, ¿vio esos datos engañosos?)

Lógicamente, si la velocidad de la pelota aumenta más la aceleración y viceversa. La ecuación será compleja.

¿Puede explicar en sentido más práctico por qué este análisis tendría sentido? a saber, en la seguridad de los pasajeros y en el contexto del elevador. La pregunta es realmente lógica.

A2A: Independientemente de usted, la aceleración de la pelota con respecto al elevador es a + g .

Los valores de a y g tienen el mismo signo; ayg tienen la misma dirección.

Editar: en realidad hay dos respuestas posibles. Gary Novosielski ha señalado que no se puede suponer que la dirección de la aceleración coincida con la dirección de la velocidad.

Cuando lanzas la pelota, el valor aparente de la gravedad sería g + a, y lo usas en tus fórmulas.

En ‘caída sin peso’, a = gy la gravedad aparente es gg = 0. Para que pueda lanzar bolas en caída libre, o tomarse de las manos, etc.

a + g, considerando en este caso que g es negativo, si a es positivo.

Antes de que se lance la pelota – a = 0

Después de ser arrojado: a + g independientemente de si la pelota parece moverse hacia arriba o hacia abajo dentro del elevador.

Su aceleración es a + g hacia abajo, mientras está en el aire. (Después de que sale de la mano).

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