En la ecuación F = MA, ¿la aceleración es igual a la velocidad si la velocidad es estable, es decir, no está acelerando? Si no hay aceleración, ¿A es igual a 1?

Hola Jay, esta pregunta apunta a una relación fundamental de movimiento y masa en física.

En primer lugar, debe tener en cuenta la primera ley del movimiento de Newton. Dice que si las cosas están a velocidad constante, continuarán teniendo esa velocidad en ausencia de una fuerza externa. Es decir, las cosas que se mueven en línea recta continuarán moviéndose de la misma manera hasta que algo que ejerza una fuerza lo cambie. Esto se aplica cuando la velocidad es igual a cero, lo que significa que las cosas en reposo permanecen en reposo hasta que una fuerza hace que se muevan.

(Recuerde, esto es en ausencia de fuerzas externas. En la vida real, un tren en movimiento tiene fuerzas que lo ralentizan, a saber, la fricción y la resistencia al aire, por lo que debe ser impulsado por una fuerza proporcionada por el motor. Pero en una situación ideal , las cosas que se mueven en línea recta tienden a seguir moviéndose de la misma manera. Especifico una línea recta, ya que de lo contrario se está acelerando).

Ya conoces la segunda ley del movimiento de Newton, f = ma. Entonces, para un tren que se mueve a velocidad constante en un entorno ideal sin fricción, etc., no hay fuerza. Si la velocidad no cambia, no hay aceleración, ya que la aceleración es el cambio en la velocidad con el tiempo. Este cambio puede ser en magnitud (cambios de velocidad) o en dirección, incluso sin un cambio de velocidad. Por lo tanto, la aceleración es cero y no hay fuerza.

Sin embargo, hay una gran cantidad de impulso, es decir p = mv, el producto de la masa y la velocidad. La velocidad no es cero, eso se da en el enunciado del problema, por lo que el impulso, p, no es cero. De hecho, es grande, ya que la masa, m, es enorme para un tren y la velocidad, v, tiene una gran magnitud (velocidad). Entonces, si entiendes la Primera Ley de Newton, puedes ver por qué algo puede tener un gran impulso en ausencia de fuerza. Para detener el tren y hacer que su velocidad sea cero, la mosca debe tener un impulso opuesto.

Recuerde, la velocidad y, por lo tanto, el momento son cantidades vectoriales. Eso significa que, además de su magnitud, tienen dirección. Por lo tanto, la velocidad de la mosca debe ser tal que el producto de su velocidad y masa (pequeña) debe ser igual al producto de la velocidad y masa del tren. Y su velocidad (velocidad y dirección) debe tener una dirección exactamente opuesta al tren.

Por lo tanto, en una situación ideal, como una partícula en movimiento en el espacio exterior donde prácticamente no hay fricción, fuerzas gravitacionales, etc., no se requiere fuerza para ir a toda velocidad a toda velocidad. Tendrá un impulso igual al producto de su velocidad y masa. Una partícula con momento opuesto puede detenerlo, lo que en realidad resulta en una fuerza, ya que la velocidad cambia.

**** Entonces, aunque no hay fuerza mientras el tren se mueve sin ser molestado, existe una fuerza resultante de la colisión de la mosca y el tren. ****

La fuerza es, una vez más, descrita por la segunda ley, f = ma. En el proceso de detención, hay una aceleración ya que la velocidad cambia con el tiempo. De hecho, la aceleración, a, se describe a = dv / dt (a y v son vectores aquí). Es decir, dv / dt es el cambio en la velocidad a lo largo del tiempo en el límite en que dt (cambio en el tiempo) llega a cero. Si esto es demasiado cálculo minucioso, no se preocupe. Todo lo que tiene que darse cuenta es que el tren no se detiene instantáneamente, se detiene bastante rápido, pero a medida que el tren se derrumba en cuestión de unos cientos de milisegundos, su velocidad va de alto a cero. Por lo tanto, el cambio en la velocidad no se divide por el tiempo cero, por lo que la fuerza no es infinita, es solo una gran cantidad.

Todo un concepto fundamental para ser despejado. La aceleración es la tasa de cambio de velocidad. Piense en ello como la velocidad ganada por segundo (o perdida). Entonces, si un tren está a velocidad constante, NO gana VELOCIDAD en un segundo. Por lo tanto, EN LA VELOCIDAD CONSTANTE, LA ACELERACIÓN NETA ES 0. Es un fundamento básico en cinemática.

Ahora sobre la pregunta en cuestión. Si el tren está a velocidad constante, ¿qué significa? Significa F = Ma = 0. Aquí la F significa FUERZA NETA QUE ACTÚA EN EL TREN. Por lo tanto, a velocidad constante, la fuerza neta es 0 actuando sobre el tren. Pero la fuerza que ejerce el tren sobre otra cosa cuando golpea es un concepto completamente diferente. A una velocidad constante, podemos encontrar la tasa de cambio de momento antes y después de la colisión para determinar la fuerza ejercida (la pregunta que mencionó debe resolverse mediante la conservación del momento). Pero ese es un concepto muy diferente de la FUERZA neta que ACTÚA EN EL TREN, en lugar de EJERCITADA POR EL TREN.

Puedo decir, por su pregunta, que usted es un principiante en esto. Eso está perfectamente bien, por supuesto, todos comienzan desde el principio. Pero lo que realmente debería hacer aquí, lo que realmente te ayudará, es si tomo este espacio para desilusionarte de un error básico tuyo, para que pueda dejar de hacerte perder el tiempo. Así que ahí voy:

La aceleración nunca es igual a la velocidad, porque los dos son diferentes tipos de cantidades, es decir, tienen diferentes “unidades”, es decir, tienen diferentes “dimensiones”. Del mismo modo, ninguna cesta de manzanas puede igualar una cesta de naranjas. Simplemente abandone la idea de que cualquier aceleración sea igual a cualquier velocidad. Y comprenda que no hay importancia cuando una aceleración es, por ejemplo, 5 m / s2 al mismo tiempo que una velocidad es 5 m / s; el hecho de que el mismo número se muestre en la forma en que escribimos ambas cantidades significa -nada.

Cuanto antes renuncies a este tipo de pensamiento, más pronto volverás a la pista para descubrir lo que tu maestro / libro de texto realmente te está diciendo. Buena suerte y disfruta el viaje. 🙂


Ahora, dices que no entiendes la relación entre velocidad y aceleración. Te lo daré. Pero primero, aquí está la definición de aceleración, porque infiero que tampoco entiendes eso:

la aceleración es la tasa de cambio de velocidad

Esa definición en realidad * es * también la relación entre aceleración y velocidad. Pero aquí hay otro:

El cambio total en la velocidad, después de un intervalo de tiempo, es igual a la aceleración durante ese tiempo multiplicada por el intervalo de tiempo

Esas dos declaraciones anteriores son en realidad equivalentes . Después de que termine (y comprenda) su primer curso de cálculo, la razón por la que son equivalentes será obvia para usted.

Encontré la respuesta perfecta a tu pregunta aquí ‘que yo no podría expresar mejor

Algunos estudiantes que aprenden física por primera vez piensan erróneamente que los objetos que están acelerando tienen fuerza.

La fuerza no es una propiedad que posee un objeto, sino algo que le haces a un objeto que resulta en la aceleración del objeto (cambiando su velocidad), dada por la ecuación F = ma.

Es decir, las fuerzas causan aceleración, no al revés. Esto significa que si observa que un objeto se acelera, significa que una fuerza está actuando sobre el objeto para causar tal aceleración.

En este caso, cuando el objeto golpea la mano, su mano aplica una fuerza a la bola, lo que hace que disminuya su velocidad (desaceleración), y la bola aplica una fuerza igual y opuesta a su mano, lo que hace que acelere muy ligeramente (la tercera de Newton ley), que es detectada por tus neuronas sensoriales.

Aquí está confundiendo la aceleración con el impulso, representado por p = mv. Entonces, las ecuaciones tienen una sensación similar y dan conceptos que tienen relación entre sí, pero representan conceptos diferentes.

El cálculo diferencial lo ayuda a comprender que la velocidad es una tasa de cambio de posición a lo largo del tiempo (ds / dt) y la aceleración es una tasa de cambio de velocidad a lo largo del tiempo (dv / dt), lo que significa que es una derivada de segundo orden de la tasa de cambio de posición sobre tiempo (d ^ 2s / dt ^ 2). Entonces, si tiene un objeto que experimenta aceleración constante (a), la antiderivada le da la velocidad (dv / dt = a, entonces v = at + C donde C es la velocidad inicial, a menudo llamada v0), y la posición es la próxima antiderivada ( ds / dt = at + v0, entonces s = 1 / 2at ^ 2 + v0t + C, donde C aquí es la posición inicial, a menudo llamada s0).

Sin embargo, el problema que su profesor le pedía que resolviera era cómo el impulso de la mosca sería suficiente para igualar el impulso del tren, lo que les permitiría cancelar cuando se golpearan entre sí. Como el tren es mucho más masivo que una mosca, la mosca tendría que moverse con una velocidad extremadamente alta para que su “p = mv” sea igual a la “p = mv” del tren.

Y como han mencionado otras personas, si no hay aceleración, a = 0, entonces F = 0. Esto solo significa que no hay una fuerza actual que actúe sobre el objeto, por lo que su velocidad actualmente no cambia, no es que no exista necesariamente.

La aceleración es la tasa de cambio de velocidad. Si un objeto viaja a una velocidad constante, la tasa de cambio es cero y, por lo tanto, su aceleración es cero.

En cuanto a la mosca, si la mosca se mueve hacia la locomotora a una velocidad tremenda, la locomotora se mueve hacia la mosca a la misma velocidad tremenda, ninguna de las dos tiene una ventaja, su velocidad de cierre es común para ambas partes. Cuando se encuentran, la mosca causará un daño sorprendente a la locomotora pero, créanme, no quieren ser esa mosca.

No, sin aceleración es igual a 0 ya que eso no requiere fuerzas.

Lo que es mucho más adecuado para el ejercicio es el impulso de volar y entrenar.

[matemáticas] m_1v_1 = – m_2v_2 [/ matemáticas]

Si la aceleración es cero, entonces la velocidad es constante [matemática] F = 0 = \ dot {p} [/ matemática]. Sin cambio en el momento lineal, sin fuerza y, por lo tanto, sin aceleración.

Si no hay aceleración, A = 0.