¿Cuál es la fuerza de acción / reacción para una fuerza normal? ¿Qué es realmente una fuerza de contacto? ¿Cómo son diferentes la fuerza de contacto y la fuerza de gravedad?

La fuerza de contacto es una fuerza operativa directa como un empuje o un tirón a través de un contacto físico. Empujar un carrito o tirar de un carrito es un ejemplo de fuerza de contacto. Una fuerza de reacción no actúa sobre esta fuerza, excepto la resistencia que superas cuando superas la fuerza de fricción opuesta del suelo, y el carro comienza a moverse. Puede aplicar una fuerza constante o casi constante en la vida real y el carro se moverá a una velocidad constante después de acelerar brevemente desde su posición de reposo cuando aplicó la fuerza y ​​se alcanzó un equilibrio poco después, asumiendo que no continuó aumentando la fuerza (entonces continuará ganando más y más velocidad). La tercera ley de Newton no limitaría el movimiento libre aquí ya que hay espacio libre para moverse. (La tercera ley de Newton entraría si intentaras empujar el carrito contra un objeto que obstruya el movimiento, como la pared de tu casa, digamos). El movimiento libre de un objeto ocurrirá de manera similar en el espacio exterior con la aplicación de una fuerza, excepto en el espacio exterior que no tendría ninguna fuerza de fricción contra el movimiento, por lo tanto, cualquier fuerza aplicada se traducirá completamente en la aceleración máxima derivable de esa fuerza, y cuando se alcanza una cierta velocidad después de un período de aceleración y la fuerza de aceleración inicial cesa, el objeto se moverá a través del espacio exterior con la última velocidad que alcanzó antes de que la fuerza dejara de actuar sobre él. Sin fricción no habrá disminución de la velocidad ya que no se está utilizando energía para ir contra ningún tipo de fricción como sucedería en la Tierra. Ahora ocurre una fuerza sin contacto cuando un campo de fuerza está en funcionamiento, donde no es necesario un contacto físico. Un ejemplo de eso es la gravedad. Una manzana que cae al suelo, su peso como se siente, un imán que atrae bolas de hierro o limaduras, un protón dentro del núcleo atómico que atrae un electrón, protones dentro del núcleo atómico que se repelen entre sí debido a que todos están cargados positivamente, la fuerte fuerza nuclear obligando a los protones dentro de un núcleo atómico a permanecer juntos luchando constantemente contra la fuerza repelente de las cargas positivas de los protones, los planetas que permanecen en órbita alrededor del sol, las galaxias que giran alrededor de un agujero negro central son ejemplos de fuerza indirecta o sin contacto esencialmente derivados de los respectivos campos de fuerza en funcionamiento. Estos campos de fuerza pueden ser electromagnéticos, nucleares, gravitacionales, etc. La fuerza sin contacto requiere un campo de fuerza a través del cual se ejerce la fuerza. La tercera ley de Newton no está desempeñando un papel aquí, siempre que no haya una superficie u objeto que obstruya o fuerza opuesta de ningún tipo. Ahora, si golpeas la mesa, el objeto obstructor que es la mesa te golpea hacia atrás simultáneamente, deteniendo el movimiento de tu mano. (Si la fuerza con la que golpeaste la mesa excedió la fuerza de reacción máxima que la sustancia de la mesa puede generar sin romperse, entonces romperías esa mesa). Cuando nadas en un modo de arrastre frontal, debes remar el agua hacia atrás con las manos, que es la fuerza que generas y la fuerza opuesta que se genera igualmente en el agua por la tercera ley de acción / reacción de Newton, es lo que te hace ir adelante en el agua. Cuando un cohete despega, es la fuerza del escape que va hacia abajo, la fuerza de acción que genera una fuerza de reacción opuesta igual hacia arriba que hace que el cohete despegue, una vez más como lo describe la tercera ley de movimiento de Newton. Intente saltar verticalmente hacia arriba desde una posición de parada, sin el necesario movimiento de cuclillas antes del despegue de la extremidad inferior donde sus pies ejercen una cierta cantidad de fuerza de acción en el suelo. Nunca podrá hacerlo, ya que no generó esa fuerza de acción con los pies primero para generar la fuerza de reacción opuesta de un despegue. La tercera ley de Newton es una de las leyes más fundamentales de la naturaleza, tan inherente a los eventos diarios de acción / reacción y en todas partes del universo que lo damos por sentado y ni siquiera pensamos en su enorme y universal importancia … Condujo al espacio y tecnología de cohetes, entre muchos logros de la raza humana donde esta ley es de suma importancia. Todos experimentamos fuerzas diarias de contacto, sin contacto, como en el campo de fuerza gravitacional, como el de nuestra propia tierra todo el tiempo. Una cosa fascinante en la que pensar es que hay infinitamente más fuerzas sin contacto en funcionamiento que las fuerzas de contacto en todo nuestro universo considerando desde el más pequeño estado de existencia en cuanto a átomos, partículas subatómicas, hasta los objetos más grandes como estrellas, galaxias. y el universo debido a la presencia omnipresente de diferentes tipos de campos de fuerza conocidos … Otra cosa fascinante es que, independientemente de la magnitud de la acción, la magnitud de la reacción siempre será igual a la superficie en la que la acción tiene lugar es lo suficientemente difícil como para generar una fuerza igual. Teórica y prácticamente esto también significa que si tenemos una superficie que puede tolerar una cantidad de fuerza infinita o casi infinita, entonces cualquier fuerza de magnitud infinita o casi infinita será igual a la misma magnitud de la fuerza de reacción de esa superficie … y el resultado neto no será movimiento debido a la ecualización … Si nos detenemos a pensar en lo importantes e inherentes que son estas fuerzas en la vida diaria, la existencia diaria, bajando a las moléculas y átomos, las partículas atómicas y subatómicas, los campos de fuerza que operan en los nanoterrenos de átomos y moléculas, y en el mundo macroscópico visible para nosotros, en los sistemas solares, sistemas estelares, todos los tipos de estrellas y sus etapas, galaxias y otras entidades invisibles como agujeros negros, agujeros de gusanos y en el Todo el universo conocido comenzaremos a apreciar estas leyes fundamentales de la naturaleza relacionadas con el movimiento, las fuerzas, los campos de fuerza y ​​sus infinitas manifestaciones … Kaiser T, MD.

Para el caso en cuestión, parece que el libro de texto tiene un simple error. No es poco común. Enseñé una clase de matemáticas una vez y el texto estaba lleno de errores. Tuve que resolver todos los problemas que asigné porque no se podía confiar en las respuestas al final del libro. Después de haber escrito y editado 3 libros, es bastante difícil obtener errores de cualquier tipo, mucho menos los que aparecen en un aturdimiento de escritura a las 3 am.

El peso del bloque es la atracción gravitacional, por lo que no son contrarios entre sí. La forma en que lo diría es que la tabla da la fuerza de reacción al peso del bloque. El bloque quiere caer debido a la gravedad a 9.8 m / s / s, por lo que la mesa contrarresta con F = (masa del bloque) * 9.8m / s / s.

Este tema simple se puede encontrar en cualquier libro de texto de mecánica clásica, o en un libro de texto de física general, pero puede consultar la siguiente tabla para ver la respuesta,

Fuerzas de contacto (c) y Fuerzas de acción a distancia (atd)

Fuerza de fricción (C)

Fuerza gravitacional (en d)

Fuerza de tensión (c)

Fuerza eléctrica (atd)

Fuerza normal (c)

Fuerza magnética (en d)

Fuerza de resistencia del aire (c)

Fuerza aplicada (c)

Fuerza de resorte (c)

Como se ve claramente, la fuerza gravitacional es una fuerza a distancia

, F = G Mm / R ^ 2

nota: c indica contacto, mientras que atd indica distancia, acción a distancia.

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