¿Por qué se descuida la resistencia del aire en el caso del movimiento de proyectiles?

El movimiento de proyectiles es un gran tema para los estudiantes de primer semestre porque demuestra muchos de los principios básicos de la mecánica newtoniana. No deberías pensar en todas las complicaciones del mundo real, solo en la física básica que domina el comportamiento. Y, como resultado, para un rango decente de situaciones, el caso de arrastre sin aire no está tan lejos. Recuerdo claramente haber disparado una canica con una catapulta de resorte y predecir correctamente dónde aterrizaría.

Una vez que agrega el arrastre de aire, que es un problema de nivel de mecánica del segundo semestre, la ecuación no se puede resolver con métodos algebraicos y necesita una ecuación diferencial. Hay algunos casos limitados en los que es instructivo encontrar una solución exacta, pero generalmente usaría métodos numéricos para resolverlo. Este es el tipo de problema diseñado para estudiantes que ya conocen bien la mecánica newtoniana y necesitan expandir su comprensión a temas más realistas.

Si realmente está intentando golpear un objetivo con una bomba o un proyectil de artillería, entonces es mejor que no ignore la resistencia del aire o la velocidad del viento. Lo mismo es cierto si eres un golfista profesional.

Y si no fuera por la resistencia del aire, el béisbol sería aburrido. Sin resistencia del aire, no habría bolas curvas. En Denver, la altitud es lo suficientemente alta como para que la resistencia del aire sea mucho menor que a nivel del mar. Es por eso que tantos jonrones son golpeados allí.

Principalmente para simplificar el problema a un nivel que puedan abordar los estudiantes de secundaria y universitarios, para que comiencen a entender la mecánica simple. Los efectos del arrastre sobre el movimiento de los proyectiles a menudo son bastante pequeños, por lo que no es una mala aproximación ignorar el arrastre y la elevación. Seguro que hace que los problemas sean mucho más fáciles de resolver cuando ignoras el aire.

Introducir la resistencia del aire puede hacer que los problemas aparentemente simples sean más complicados.

Con resistencia al aire, el movimiento de proyectil simple que podría resolverse mediante ecuaciones cinemáticas, deberá resolverse mediante ecuaciones diferenciales. Entonces, con el propósito de simplicidad y el propósito de entender el concepto, generalmente descuidamos la resistencia del aire.

Cuando la variación de la resistencia del aire es de algunos poderes de velocidad, entonces, en la mayoría de las situaciones, solo podemos encontrar soluciones aproximadas al problema en cuestión.

Cuando enseñamos cálculos básicos de movimiento, no solo ignoramos la resistencia del aire, sino que también elegimos ignorar la curvatura de la tierra y también su rotación.

¡Los cálculos que INCLUYEN resistencia al aire y la rotación de la tierra redonda son MUYAAAAY a ‘interesantes’ para que los estudiantes principiantes estén expuestos!

(Quédese con él, ¡y PODRÍAMOS presentar esas cosas más interesantes más adelante!)

No es. Es por eso que una bala tiene la forma de un punto, y los cohetes están “unidos”. Sin embargo, en el espacio hay poca o ninguna resistencia, por lo que la forma de una nave espacial puede ser de cualquier forma, también notará que las flechas son delgadas con puntos aerodinámicos también … la resistencia del aire tiene que ser superada para impartir tanta energía en un objeto

Si eres un tirador experto que le gusta golpear su punto muerto objetivo, entonces no lo haces. Distancia al objetivo, velocidad del viento, ángulo del objetivo desde la ubicación del arma, temperatura y otros factores, cada uno tiene algún efecto en el camino final de las balas. Curvar balas, sin alta tecnología, es un arte.

Es para que la pregunta pueda ser resuelta principalmente por la escuela primaria y secundaria. También es porque el efecto de la resistencia del aire al movimiento del proyectil no es tan grande. La mayoría de las veces, su efecto es tan pequeño que su diferencia es solo inferior al 0.1%.

Quienes somos En disparos de largo alcance, el factor de arrastre se equipara con el disparo. Hay varias formas que tienen más o muy poca resistencia. Cae en la ciencia de la balística externa.

Intente resolver la ecuación sin descuidar el término resistencia al aire / resistencia y rápidamente se dará cuenta de por qué.

No lo hacemos, pero los libros de texto elementales sí. Sin resistencia del aire, la ecuación diferencial para el movimiento de proyectiles se puede resolver analíticamente. Con una resistencia al aire realista, solo se puede resolver numéricamente.

No lo es, excepto en problemas simples diseñados para enseñar los conceptos básicos de la dinámica.