Si experimentamos ingravidez durante la caída libre, ¿cuál es el peso en un autobús en movimiento? ¿Más bajo o más alto que el peso real?

Estás confundiendo dos conceptos: aceleración y velocidad.

La velocidad es la tasa de cambio de posición a lo largo del tiempo. Esto es lo que llamamos velocidad.

La aceleración es la tasa de cambio de velocidad en el tiempo. Realmente no hablamos de aceleración en nuestro discurso diario, excepto quizás en el concepto de 0-60 para automóviles.

Cuando las personas hablan de “movimiento”, probablemente se refieren a la velocidad o la aceleración o ambas. Es por eso que esta parte de la física es confusa. Necesita separar la velocidad y la aceleración en su mente.

La fuerza neta está relacionada con la aceleración por el factor de la masa del objeto. F = ma

La gravedad es una fuerza que es proporcional a la masa del objeto. A veces llamamos a esta fuerza “peso” en física. Por lo tanto, para todos los objetos a una distancia similar de la Tierra, la aceleración debida a la gravedad es la misma. Si no hubiera una fuerza hacia arriba actuando sobre usted, el piso empujando sobre sus pies, el asiento empujando sobre su parte trasera, aceleraría hacia el centro de la tierra.

Considere varios casos en los que está en un autobús.

  1. El autobús está parado. Las únicas fuerzas que está experimentando son la fuerza de la gravedad y la fuerza del asiento y el piso que lo empujan hacia arriba, manteniéndolo estacionario, sin aceleración ni velocidad.
  2. El autobús se mueve a velocidad y dirección constantes, también conocida como velocidad constante. Esto es lo mismo que 1 ya que no hay cambio en la velocidad, no hay aceleración y la fuerza neta que experimenta es 0.
  3. El autobús está acelerando frenando, acelerando (presionando más el pedal del acelerador) o girando, o cambiando de dirección hacia arriba o hacia abajo. Aquí, necesitas experimentar una fuerza neta para mantenerte en tu asiento. La fuerza adicional necesaria para crear la aceleración es proporcionada por el asiento o el piso o la manija. Si el autobús se está acelerando, la fuerza necesita empujarlo hacia adelante, por lo que siente que está retrocediendo. Si el autobús se está desacelerando, la fuerza necesita empujarlo hacia atrás, razón por la cual se cae de su asiento cuando el conductor del autobús pisa los frenos. Si el autobús gira, debe experimentar una fuerza hacia la izquierda o hacia la derecha en consecuencia, por lo que un giro brusco hace que los pasajeros que están de pie caigan en los asientos de al lado. Cuando el autobús se acerca a una colina, necesita cambiar su velocidad para apuntar hacia la colina, por lo que siente que el asiento lo empuja más fuerte hacia la derecha cuando el autobús ingresa a la colina o por qué se siente más ligero cuando el autobús sube la colina. A medida que sube o baja, suponiendo que sigue un camino recto, las fuerzas siguen siendo las mismas que si estuviera a una velocidad constante o detenido.

Espero que esto ayude.

Para simplificar la respuesta de Victor (a continuación), hay una diferencia entre moverse (a una velocidad constante) y acelerar (cambiar su velocidad). Si el autobús se mueve a velocidad constante, no siente fuerza (descuidando la curvatura de la tierra). Si de repente comienza, sentirás una fuerza efectiva: serás arrojado de vuelta a tu asiento. Si el autobús golpea repentinamente sus frenos, lo lanzarán hacia adelante, como si hubiera actuado una fuerza efectiva sobre usted. Del mismo modo, si caes libremente, acelerando debido a la fuerza de la gravedad, esa aceleración produce una aparente fuerza ascendente que da la experiencia de “ingravidez”. Pero si cae con velocidad constante, como podría hacer un paracaidista, no siente fuerza aparente.
Por favor vea mi descripción de la gravedad de Einstein en Cap. 2 de mi libro (Comprender la física a través de la teoría cuántica de campos). Y todos, por favor DESPERTEN Y HUELEN LOS CAMPOS.

La ingravidez en la caída libre no se trata tanto de moverse como del hecho de que todas las partes de su cuerpo responden a la gravedad de la misma manera, por lo que no hay fuerza entre ellas. Cuando te paras en el suelo, el peso de tu cabeza empuja hacia abajo sobre el resto de tu cuerpo; Cuando está en caída libre, su cabeza y el resto de su cuerpo caen al mismo ritmo, por lo que su cabeza no empuja nada.

Con respecto al autobús … bueno, si te sientas en un autobús y lo tiran por un precipicio, no tendrías peso en este autobús “en movimiento”. Si el autobús está acelerando / desacelerando, su peso aumentará (gobernado por la suma vectorial de la aceleración gravitacional y la fuerza de aceleración / desaceleración). Si el autobús se mueve a una velocidad constante en dirección este, su peso disminuirá ligeramente, ya que la velocidad del autobús aumenta la rotación de la Tierra, y la fuerza centrífuga resultante, que contrarresta la gravedad, sería un poco mayor. Del mismo modo, si su autobús se mueve en dirección oeste, su peso aumentaría, a menos que la velocidad de su autobús exceda la velocidad de rotación de la Tierra, pero eso significaría velocidades supersónicas o casi supersónicas en la mayoría de las latitudes. Un viaje en dirección norte o sur también agregaría un poco de peso debido a la aceleración lateral debido a la fuerza de Coriolis. Pero no creo que ninguno de estos casos, o variaciones de ellos, sean esclarecedores en lo que respecta a la caída libre.

Si el autobús se mueve cuesta arriba, su peso descendente es mayor. Si se mueve cuesta abajo, su peso descendente es menor. En terreno llano, no hay cambio. Pero también sientes un poco de fuerza extra hacia la parte trasera del autobús.

Sientes peso porque hay algo contra lo que empujar tu masa. En órbita, no hay nada. Estás cayendo para siempre y, por lo tanto, nunca sientes tu peso.

Si el autobús se disparara hacia arriba, sería más pesado que su peso normal. Tu peso es una fuerza. No es tu masa.