¿Puede una fuerza ser negativa si la aceleración también es negativa? ¿Cómo se puede explicar esto?

Los vectores no pueden ser positivos ni negativos. Piensa en números complejos. El conjunto de números complejos [math] \ mathbb {C} [/ math] tiene una estructura de espacio vectorial. En realidad, es un espacio vectorial bidimensional [math] \ mathbb {R} [/ math]. Una base real de [math] \ mathbb {C} [/ math] es [math] (1, i) [/ math].

Ahora … sería absurdo preguntar si [matemáticas] i [/ matemáticas] es negativo o positivo . Porque no hay una relación de orden trivial en [math] \ mathbb {C} [/ math]. Es por eso que nunca puedes comparar dos números complejos.

Lo mismo ocurre con los vectores. No puede compararlos (es decir, escriba [math] \ vec {u} \ geq \ vec {v} [/ math]) a menos que redefina adecuadamente [math] \ geq [/ math] (y a menudo dependerá de en la que trabaja), y no hay comparación con [matemáticas] 0 [/ matemáticas], por lo que no pueden ser negativas ni positivas.

Sin embargo, puede comparar sus imágenes a través de una aplicación cuyo codominio es un subconjunto de [math] \ mathbb {R} [/ math] (o de cualquier otro conjunto ordenado). Por ejemplo, puede comparar sus normas o su proyección en una dirección determinada (proyector en una línea real que es isomorfo a [math] \ mathbb {R} [/ math]).

Es por eso que, a veces, algunas personas dicen abusivamente que “el vector de aceleración en movimiento circular es negativo”. Lo que significa que en realidad es centrípeta: [matemáticas] \ vec {a} = – \ frac {v ^ 2} {R} \ vec {e_r} [/ matemáticas]

Más rigurosamente, debería expresarse “el vector de aceleración en movimiento circular tiene un producto escalar negativo con el vector de base radial”.

La fuerza es una cantidad vectorial. Tiene tanto magnitud como dirección. Si una pelota está sentada en el medio de una mesa de billar y se empuja con fuerza, comienza a moverse.

¿Pero en qué dirección se mueve?

En la dirección se aplica la fuerza.

Entonces, si coloca su regla en esa dirección y comienza a medir desde el punto inicial en la dirección en que se aplica la fuerza, obtendrá una respuesta positiva y una energía positiva.

Si, en cambio, hubiera puesto su regla en la dirección opuesta, sus números para la velocidad serían los mismos, pero negativos. Su cálculo de la energía cinética se basa en la velocidad al cuadrado:

[matemáticas] KE = 1/2 mv ^ 2 [/ matemáticas]

Entonces la energía sigue siendo positiva, ya que un cuadrado negativo se vuelve positivo /

Si usó dos reglas en un marco x e y, su fuerza podría estar en parte en la dirección xy en parte en la dirección y. Puede rotar el marco hasta que esté todo en la dirección x o y, y no haya ningún componente en la coordenada alternativa.

En todos estos casos, el valor de la magnitud de la energía total sería el mismo, pero la dirección podría establecer un signo que a veces sería negativo o positivo en las velocidades constituyentes. Solo depende de la elección arbitraria de su sistema de coordenadas.

Las fuerzas y las aceleraciones son ambos vectores. Pueden tener componentes negativos a lo largo de un eje dado. En este problema, la fuerza también debe tener un signo menos. Sin embargo, la gente suele decir “calcular la fuerza” que significa “calcular el módulo de la fuerza”. El módulo de un vector es su longitud, por lo que siempre es positivo.