Aquí hay un ejemplo simple para un cuerpo (como un automóvil) que se mueve a lo largo de una carretera recta horizontal. Dependiendo de la pregunta, podríamos usar la segunda ley de Newton:
F = ma
F = fuerza resultante sobre el automóvil
- ¿Cómo se relaciona la fuerza centrífuga con la masa?
- Si un láser viaja verticalmente hacia arriba contra la gravedad, ¿se ralentizará?
- Si la gravedad de la Luna puede causar un cambio en los niveles del mar, ¿por qué no sentimos la reducción en la gravedad / peso cuando la Luna está directamente sobre nuestras cabezas?
- ¿Qué pasaría si la gravedad aumentara diez veces en un radio de dos metros de repente? Pregunta para un libro.
- ¿Cuánta energía se necesita para empujar un asteroide de 1 km del cinturón para aplastar con Mercurio en un lapso de 30 años?
m = masa del automóvil
a = aceleración del automóvil
F es la fuerza resultante, entonces esta es la fuerza del motor, E, menos la fuerza resistiva, R.
Entonces, F = E – R
Entonces, E – R = ma
Entonces, R = E – ma
R es la fuerza resistiva total (resistencia al aire y cualquier fricción entre los neumáticos y la carretera, etc.).
Tenga en cuenta que si R y E son iguales en magnitud, entonces la aceleración, a, debe ser igual a cero, por lo que el automóvil debe moverse a una velocidad constante.
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Si el automóvil estuviera subiendo una colina que estaba inclinada a x grados con respecto a la horizontal, entonces también tendríamos una parte del peso del automóvil actuando cuesta abajo. Esta parte (o componente) del peso del automóvil es igual a mg sen x
Entonces, además de que R actúe contra la fuerza del motor, también tendríamos mg sen x actuando contra el motor.
La fuerza resultante, F, sobre el automóvil es ahora;
F = E – R – mg sen x
(Fuerza resultante = Fuerza del motor cuesta arriba menos R y mg sen x que actúan ambos cuesta abajo).
Entonces, E – R – mg sen x = ma
Entonces, R = E – mg sen x – ma
Observe esta vez que si:
E = R + mg sen x
entonces la aceleración del automóvil es cero y el automóvil tiene una velocidad constante.
En comparación con la carretera horizontal, la fuerza del motor tiene que ser mayor por otra
mg sen x para mantener el auto subiendo la colina a una velocidad constante.
[g es el peso, en Newtons, de una masa de un kilogramo. Tiene un valor en la Tierra de aproximadamente 9.8 N / kg]
