Si tuviera que lanzar un objeto, ¿cómo haría para medir la fuerza que ejerció sobre este objeto?

Hola Wendy, podrías hacer eso y déjame decirte que es más complejo de lo que crees que es. Si tuviera que preguntar acerca de la energía impartida por usted al objeto, hubiera sido tan fácil como medir la velocidad y el peso del objeto y ponerlos en la ecuación de Energía Cinética.

Ahora, veamos qué sucede cuando arrojas un objeto. Mueves tus manos y el objeto con él lo suficientemente rápido (lo llamas tirón) para que gane velocidad, lo que le permite seguir adelante después de que el objeto se separe de tus manos. Entonces, todo el tiempo desde el momento en que su mano fue retirada y lista para lanzar el objeto hasta el momento en que el objeto dejó su mano, ejercía fuerza sobre él y en cantidades variables (menos al principio, más al momento del tirón) .

Ahora, ¿podría elegir un solo valor de una serie continua?

Entonces, en primer lugar, la fuerza ejercida no es constante (ni la magnitud ni la dirección). Es por eso que debes mirar la fuerza o la aceleración en función del tiempo o el ángulo que forma tu mano. Supongo que ahora te das cuenta de lo complejo que es eso. Es posible que deba tomar una toma de video de usted lanzando el objeto y luego alguna herramienta de análisis que pueda determinar la aceleración aproximada. ¿Por qué aproximarse? Porque el video puede ser de 24 fps o incluso más, pero aún no es continuo.

¡Tenga un buen día! 🙂

Hay bastantes maneras diferentes. Uno de los más simples es tirarlo hacia arriba (después de haberlo pesado). Mida qué tan alto fue o calcule con precisión cuánto tiempo estuvo en el aire. Con estas medidas, puede calcular todo tipo de cosas con fórmulas simples de las Leyes de movimiento de Newton. En High School Physics, lo llamamos “balística”. Si pudieras medir qué tan alto subió, podrías usar otra de las fórmulas de Newton para conocer la “energía potencial máxima” que le diste, PE = mgh y podrías calcular el TRABAJO que hiciste para lanzarlo, y la velocidad con la que lo lanzaste. en y esas cosas. A partir de estos, puedes calcular la Fuerza que usaste para lanzarlo. Si no pudiste medir la altura pero tuviste un cronómetro preciso, esas fórmulas balísticas pueden decirte qué tan alto se había ido y todas estas otras cosas. Si lo arrojas más de lado, como una pelota de béisbol o una pelota de fútbol, ​​los números (matemáticas) se vuelven más complicados pero iguales. Más material de balística, pero ahora con ejes x e y y ángulos en los que necesita averiguar en qué ángulo lo había arrojado, y luego debe buscar el seno y el coseno de ese ángulo. Estás descubriendo qué parte de tu lanzamiento era horizontal y qué parte era vertical, para luego usar esas fórmulas simples. Cuando enseñé física en la escuela secundaria, hice un lanzador de pelotas de tenis impulsado por gravedad para mi mesa de laboratorio. Primero, teníamos que calcular qué tan bajo caía el peso de mi lanzador para lanzar la pelota, así que sabíamos cuánta energía potencial le estábamos proporcionando. Luego, un estudiante estableció el “ángulo de lanzamiento” y todos en la clase tuvieron que intentar calcular dónde aterrizaría la pelota. Había un sabroso pastelito esperando al estudiante que puso su trozo de papel y el nombre más cercano, por lo que hubo una competencia SERIA. Algunas clases querían hacer ese experimento balístico una y otra vez (pero solo había UNA magdalena para el primer ganador.

Monta un guante con un medidor de tensión en el interior (como el de una báscula de equipaje digital). Eso mediría la fuerza instantánea. Registrar los datos puede ser un problema. Pueden empacar todos los circuitos en una escala de equipaje de $ 20 porque venden millones, pero si quieres hacerlo tú mismo, necesitas un conjunto de amplificadores operacionales diferenciales de bajo ruido, convertidores A / D y resolver la compensación de temperatura y la calibración . Lo intenté (no muy duro, lo admito) y me di por vencido …

O colóquese un teléfono celular en la mano y ejecute una aplicación de registro de sensores. Eso medirá la aceleración instantánea de 3 ejes, por lo que si conoce la masa del objeto, podría calcular la fuerza.

Si lo arrojó hacia arriba y puede determinar su altura máxima, podría calcular la cantidad de energía que le ha impartido. (Energía = m * g * h)

Si no lo arrojó hacia arriba, puede medir la distancia que ha recorrido y la altura máxima, con un poco más de matemática también puede determinar la energía impartida.

Por desgracia, la energía no es fuerza. Lo más cerca que puede llegar a estimar la fuerza es determinar primero la distancia en que su mano estuvo en contacto con el objeto mientras lo lanzaba, luego dividir esa distancia en la energía y salir muestra la fuerza promedio ejercida durante el tiempo en que la lanzó. . El perfil de fuerza real puede ser diferente.

Hablando en términos prácticos, la forma más fácil sería como sugiere Ajay: una película de alta velocidad que muestre la posición del objeto a intervalos de microsegundos podría usarse para determinar sus velocidades instantáneas, luego esas podrían diferenciarse para obtener las aceleraciones instantáneas; multiplíquelos por la masa del objeto y tendrá las fuerzas instantáneas en cada microsegundos. Por supuesto, todos serán diferentes; así que “la fuerza” es múltiple , ¡no solo un valor!

Grabarlo dejando tu mano con un fondo calibrado. Tal vez un par de líneas de tiza en una pared a un metro de distancia. Hacer matematicas.

Golpea a alguien con una pistola de radar, cómprale cerveza. El entrenador local de béisbol / tenis / cricket de la escuela secundaria es una buena opción, al igual que los campos de golf o las tiendas. Hacer matematicas.

Mida el peso del objeto, la distancia y el ángulo del trojector, no olvide la factorización de la resistencia al viento en la velocidad y dirección del viento. Con esta información, debería poder derivar la energía utilizada.