La física detrás de un empujón?

[Arjayos]

Buenos días a todos, tengo una duda respecto a una actividad cotidiana.
Si alguien va corriendo y otra persona lo alcanza y lo empuja, que principios de la física están involucrados?

[Richard R Richard]

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Buenos días a todos, tengo una duda respecto a una actividad cotidiana.
Si alguien va corriendo y otra persona lo alcanza y lo empuja, que principios de la física están involucrados?

Yo diría que

• las tres leyes de newton ,
  • si corro mantengo la velocidad , si no hay otras fuerzas
  • si me hacen fuerza, sufro una aceleracion
  • el que me empuja recibe una fuerza igual y contraria
• El principio de la conservación del momento lineal
  • las velocidades después del impacto esta en relación a las velocidades iniciales.
• El principio de conservación de la energía.
  • en caso de ser choque o colisión elástica,
  • o contemplar algún coeficiente de restitución en algún caso.
• El trabajo de las fuerzas de rozamiento.

Si eres más especifico en la pregunta se puede ser mas especifico en la respuesta.

[Arjayos]

Mil gracias en la respuesta.
Es básicamente para entender la explicación desde la física sobre qué principios actúan en una acción como esa. Si una persona va corriendo en linea recta y otra va corriendo en forma perpendicular lo intersecta en un punto y con sus manos lo empuja.

[JCB]

Hola a tod@s.

Una analogía muy simplificada del caso real que planteas, Arjayos, sería la siguiente: supongamos una partícula de masa $m$ que se encuentra en un plano horizontal $XY$, y se desplaza a una velocidad constante $v_x\neq 0$. También suponemos que no existe rozamiento. La partícula recibe la aplicación de una fuerza $F_y$ (el empujón) durante un tiempo $t$, en la dirección perpendicular a su trayectoria. Aplicando el principio de impulso y cantidad de movimiento lineal en el eje $Y$,

$F_yt=mv_{yf}-mv_{yi}=mv_{yf}$,

$v_{yf}=\dfrac{F_yt}{m}$.

Es decir, la partícula adquiere una velocidad $v_{yf}$ en el eje $Y$, aunque su velocidad en el eje $X$, permanece inalterada (se demuestra aplicando el mismo principio al eje $X$, o bien simplemente considerando que al no haber ninguna fuerza aplicada en esa dirección, la velocidad permanece constante).

Desde el punto de vista energético, se llega a la misma conclusión, pero por un camino más largo. Podemos afirmar que la suma de todos los trabajos es igual a la variación de la energía cinética (teorema de las fuerzas vivas).

El trabajo elemental de la fuerza aplicada es $dW=F_ydy$.

$y=\dfrac{1}{2}a_yt^2=\dfrac{1}{2}\dfrac{F_y}{m}t^2$,

$dy=\dfrac{F_yt}{m}dt$.

$W=\dst\int F_ydy=\dst\int_{0}^{t} F_y\dfrac{F_yt}{m}dt=\dfrac{F_y^2t^2}{2m}$.

$\dfrac{F_y^2t^2}{2m}=\dfrac{1}{2}mv_f^2-\dfrac{1}{2}mv_x^2$,

$\dfrac{F_y^2t^2}{m}=m(v_x^2+v_{yf}^2)-mv_x^2$,

$\dfrac{F_y^2t^2}{m}=mv_{yf}^2$,

$v_{yf}^2=\dfrac{F_y^2t^2}{m^2}$,

$v_{yf}=\dfrac{F_yt}{m}$.

Saludos cordiales,
JCB.

[JCB]

Hola a tod@s.

La verdad, no sé cómo he podido complicar tanto el asunto, si es que simplemente aplicando la Cinemática, obtenemos $v_{yf}$ :

$v_{yf}=a_yt=\dfrac{F_yt}{m}$.

Saludos cordiales,
JCB.