¿El camino de cualquier partícula siempre es localmente lineal? ¿Puede haber alguna esquina o cúspide en su movimiento?

No necesariamente localmente lineal, sino localmente continuo y diferenciable. “¿Puede haber una esquina o cúspide en su movimiento?” No. Recuerde que la aceleración es un cambio en la velocidad, que es un vector. Eso significa que el cambio de dirección cuenta tanto como un cambio de velocidad.

Si el movimiento de un objeto realmente girara en una esquina perfectamente afilada, cambiaría de dirección, y por lo tanto, la velocidad y el momento (la velocidad multiplicada por la masa escalar) instantáneamente. La fuerza se define a la tasa de cambio de impulso, como comenté recientemente en otra publicación. Una esquina o cúspide real en el movimiento de un objeto significa un cambio en el impulso en tiempo cero, lo que requeriría una fuerza infinita. No va a pasar.

Debo decir que estoy muy feliz de ver algunas preguntas de física básicas y realistas recientemente. Me canso tanto de las preguntas fantásticas “qué pasaría si” basadas en situaciones imposibles. Gracias a la persona que hizo esta pregunta. Es una pregunta genial con una respuesta clara dada por la física fundamental.

Creo que depende de la escala a la que estés mirando.

Hay muchas situaciones en las que las partículas “rebotan” como los rodamientos de bolas de acero de una placa de acero. A distancia, eso parece un cambio abrupto de dirección, pero si miras lo suficientemente de cerca, es una colisión elástica y las bolas desaceleran y luego aceleran en una nueva dirección. A la naturaleza no le gustan cosas como las aceleraciones infinitas necesarias para doblar una esquina cerrada.

¿Qué hay de los fotones? ¿Cuentan como partículas? Un fotón que se refleja en un espejo parece una esquina afilada en cualquier escala visible, pero si tuviera que acercarse más que la longitud de onda de la luz, los detalles del comportamiento comenzarían a parecer cuánticos en lugar de newtonianos.

La escala más pequeña para los cambios de dirección es probablemente la dispersión de electrones de los átomos.

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