¿Por qué es algo más fácil que empujar?

Vamos a entenderlo sin usar ecuaciones.

Esto es cierto solo cuando la fuerza está en ángulo. Si la fuerza es paralela a la dirección del movimiento, ambos serán igualmente duros / fáciles.

La parte de cálculo ha sido bien demostrada por Manikanda Balaji.

Intentaré llevarlo a través del sentido común.

Caso 1 – Empujar

Cuando empujas en ángulo, estás proporcionando dos fuerzas:

1. Fuerza horizontal que actúa a lo largo del plano.
2. Fuerza vertical hacia abajo perpendicular a la superficie.

Caso 2 – Tirando

Cuando tiras en ángulo, estás proporcionando dos fuerzas: –

1. Fuerza horizontal que actúa a lo largo del plano.
2. Fuerza vertical hacia arriba perpendicular a la superficie.

Ahora la fuerza hacia abajo actúa como un peso adicional. En caso de empujar, pone un peso adicional sobre el objeto, lo que resulta en un aumento de la resistencia. Esto es similar al aumento de la dificultad para empujar objetos más pesados ​​sobre la misma superficie.

En caso de tirar, la fuerza perpendicular hacia arriba, más o menos, intenta levantar el
objetar y cancela el peso parcialmente. Por lo tanto, es más fácil moverse.

Una excepción

Hay un caso raro en el que lo anterior puede revertirse. Si el centro de acción de la fuerza está en un punto más alto que tú. Por ejemplo, si empujas una caja alta o algo así como Almirah. Gracias a Soumendu Majee por señalar esto.

La explicación convencional es que “Empujar” (en un ángulo con respecto a la horizontal) aumenta la reacción normal sobre el objeto desde el suelo y, en consecuencia, la fuerza de fricción estática o cinética (ya que es directamente proporcional a la reacción normal), haciendo que proceso difícil Por el contrario, “tirar” (en un ángulo con respecto a la horizontal) disminuye la reacción normal y, por lo tanto, la fuerza de fricción, lo que facilita el proceso. Raj Arjit y Manikanda Balaji explican esto en detalle.

Sin embargo, realmente depende de cómo se define empujar y tirar. Por ejemplo en la siguiente figura:
“Empujar” y “Tirar” reducen la reacción normal del objeto desde el suelo y, por lo tanto, ambos son igualmente fáciles o difíciles.

Cuando jalas algo, generalmente la fuerza que ejerces tiene un componente ascendente, por las razones que otros han descrito. Esto corresponde a una fuerza hacia abajo sobre ti. La fuerza lateral máxima que puede ejercer moviendo algo sobre una superficie horizontal, suponiendo que sea razonablemente fuerte, es proporcional a la fuerza de fricción entre sus pies y el suelo. Eso es igual a su peso multiplicado por el coeficiente de fricción (generalmente alrededor de 0.7). La fuerza hacia abajo aumenta su peso (pero no su masa), por lo tanto, puede ejercer más fuerza sin resbalar.
Además, al tirar de algo, puede usar un elemento flexible, como una cuerda, que se corrige automáticamente: si cambia ligeramente de dirección, la cuerda se moverá naturalmente de modo que la dirección de tracción sea a lo largo de su longitud, y el objeto seguirá tú. Si está empujando algo, debe usar un elemento rígido, como una barra, y ajustar continuamente el ángulo para que la fuerza esté a lo largo de la barra. Si desea cambiar ligeramente de dirección, debe moverse hacia los lados en la dirección opuesta para poder empujar el objeto hacia el otro lado y luego corregir su posición.
Hace un par de años, para hacer un muelle temporal, pude mover un tronco aproximadamente el doble de mi peso a lo largo de una playa arenosa con solo una longitud de cuerda usando esta técnica.

El fenómeno es notable incluso sin fuerza angular hacia abajo, por ejemplo, cuando se tira de una manija de la puerta a la altura del codo. Probablemente viene la inercia del cuerpo : la tracción simplemente necesita mantener la posición del torso para llevar la puerta. Mientras que empujar necesita impulsar el cuerpo para mantener la presión sobre la puerta, lo que resulta en un gasto de energía adicional. También es cierto que los músculos que traen objetos al cuerpo, en las extremidades superiores, son más vigorosos que estos que se guardan (lo opuesto a las extremidades inferiores, pura felicidad para los amantes del tiro).

Tirar no siempre es más fácil que empujar si “más fácil” se interpreta como “más fácil para un humano” en lugar de abstraerse la cantidad de fuerza necesaria en un punto en una dirección particular, que es la noción a la que han respondido las otras respuestas.

En el sentido más fácil para un humano, depende de muchas cosas. Depende del tipo de agarre que tenga sobre el objeto, la masa del objeto en relación con usted, el ángulo en el que se ejerce la fuerza de tracción / empuje, la postura del cuerpo, la musculatura del cuerpo, los puntos de apalancamiento disponibles (por ejemplo, si puede pegarse) tus piernas en algo fijo no te resbalarás) y probablemente otras cosas.

Los cohetes son empujados, como carretillas, motocicletas, bicicletas y automóviles de tracción trasera (la norma para los roadsters). Tratamos de sacar los autos atascados también. También empujamos madera a través de una sierra de mesa y empujamos un árbol cortado a la mitad para que se caiga.

Empujar realmente le da un mayor control que tirar. ¿Por qué? puede cambiar fácilmente el vector de empuje para realizar pequeñas modificaciones en la velocidad del objeto que está empujando. Algo extraído puede volverse inestable ya que ese control no está disponible.

Por lo tanto, dado que la brevedad es el alma del ingenio, y el tedio de las extremidades y el florecimiento exterior, seré breve.

Cuando sacas algo, estás levantando un poco. Cuando empujas, empujas un poco hacia abajo. La fricción, una función de la fuerza normal, o la tierra que empuja hacia atrás, se reduce al tirar y levantar.

Cuando empujas algo (a menos que sea muy alto, o estás agachado), tiendes a empujar por encima de su centro de gravedad, creando un torque que empuja el borde frontal del objeto hacia abajo. Eso aumenta cualquier fricción que esté presente al torcer todo el peso del objeto en el plano de fricción. Cuando tiras de algo, tiendes a tirar desde debajo de su centro de gravedad (para evitar tirar de él hacia abajo), lo que crea un torque en la dirección opuesta, disminuyendo la fricción hacia el frente. Imagínese mover algo sobre una alfombra: empuje desde atrás y la alfombra se amontonará por delante, empantanándolo; tire desde el frente y la alfombra se desliza debajo de la mayor parte antes de amontonarse, y luego la gravedad ayuda a que el último borde se deslice sobre la protuberancia porque el centro de gravedad del objeto ya está por delante.

Sospecho que también puede ser físicamente más fácil para los humanos tirar que empujar: empujar requiere fuerza del brazo para mantener el objeto alejado de la cara y el pecho, mientras que la energía de tirar proviene completamente de las piernas. Pero no sé suficiente fisiología para afirmar eso con confianza.

Solo para agregar a la respuesta de Raj: intenté eliminar la gravedad de la ecuación al acostarme en el suelo e intentar tirar y empujar mi cuerpo contra la pared mientras sostenía las manijas unidas a la pared. Noté que empujar era más fácil 🙂 por lo tanto, llegué a la conclusión de que a mis músculos quizás les resulte más fácil expandirse que contraerse 🙂

La respuesta MÁS simple es porque cuando jalas un objeto (tocador, sofá, etc.), normalmente lo agarras desde un punto que está más abajo que tus hombros, por lo que también lo levantas un poco, lo que reduce la fricción. Además, para una ventaja fisiológica, debes mirar hacia atrás para poder usar los músculos más fuertes de tu cuerpo. Debido a esto, la teoría no es cierta para grandes objetos estables sobre ruedas (automóviles). La forma más fácil de mover uno es “sentarse” en el parachoques trasero y caminar hacia atrás. Teóricamente, sería más fácil caminar hacia atrás y tirar de él con una soga (para que tenga espacio entre usted y el automóvil para el trabajo de las piernas) pero quién quiere agarrarse de una soga con sus manos pequeñas o envolverla alrededor de su cintura y siente ese dolor Sin la cuerda, no hay lugar para sus pies, y la mayoría de los autos más nuevos no tienen nada a lo que agarrarse.

Ahora, si arrastraba objetos pesados ​​alrededor de un campo con su camión, siempre será más fácil tirar con una cadena, soga o correa, siempre que coloque la soga en el objeto por debajo del punto en el que está unida al camión. , de esta manera puedes levantar y tirar al mismo tiempo. De lo contrario, arrastrará el objeto hacia la tierra mientras intenta arrastrarlo.

Esperamos que sepa lo que significa cortar el césped.

Al empujar una cortadora de césped, la empuja hacia abajo sobre el césped aumentando la resistencia a la rodadura. Cuando lo jalas, lo estás levantando parcialmente del césped disminuyendo la resistencia a la rodadura.