Divulgación Cuestión sobre fuerzas

[AlexFeynman]

Hola, esta mañana he estado pensando en qué si yo empujo una caja con una fuerza mayor que la de rozamiento, la fuerza neta será positiva y se moverá. Pero si yo empujo la caja, esta se frenará. Y mis dudas son las siguientes. ¿Cómo se calcula el tiempo que tardara en frenarse la caja?. Y si yo empujo un tren de juguete por el suelo con una fuerza mayor a la de rozamiento, ¿El tren acelerará? es decir he cambiado su velocidad pero si yo estoy empujando el tren durante 10 segundos, el tren no acelerara a menos que yo me desplace más rápido.

[Mossy]

Re: Cuestión sobre fuerzas

Hola,

si la fuerza que haces es mayor que la del rozamiento efectivamente se moverá. Si dejas de ejercer tu fuerza, la única fuerza que actúa sobre el cuerpo es la de rozamiento (negativa) provocando una deceleración que puedes calcular por la segunda ley de Newton. De la aceleración puedes obtener la velocidad en función del tiempo integrando, y la condición para calcular ese tiempo es que la velocidad sea nula (el cuerpo está frenado). Si pones v=0 en tu funcion v(t), obtendrás ese tiempo. Eso sí, necesitas como dato la velocidad inicial (el momento en el que dejas de ejercer la fuerza sobre la caja).

Espero no haberme dejado nada, que estoy escribiendo con prisa.

Saludos

[HanT]

Re: Cuestión sobre fuerzas

Para acompañar la respuesta de Mossy haré un comentario a lo siguiente.

¿El tren acelerará? es decir he cambiado su velocidad pero si yo estoy empujando el tren durante 10 segundos, el tren no acelerara a menos que yo me desplace más rápido.

Cuando trasmites esa fuerza y el cuerpo se está moviendo a velocidad constante estas acelerando el cuerpo, lo único que ocurre es que la fuerza que imprimes es igual pero en sentido contrario a la fuerza de rozamiento. Por tanto, la suma de fuerzas será cero y la aceleración total también.

Recuerda que la aceleración es una magnitud vectorial. Es decir, cuando das un empujón instantáneo al tren y éste al cabo de un tiempo se para, en ese transcurso de tiempo el tren estaba siendo acelerado por la fuerza de rozamiento (acelerado en sentido contrario al movimiento, aceleración negativa, lo que comúnmente conocemos como decelerar o frenar). Traslada esto al caso que te preguntas y creo que lo verás más claro.

[AlexFeynman]

Re: Cuestión sobre fuerzas

Cuando trasmites esa fuerza y el cuerpo se está moviendo a velocidad constante estas acelerando el cuerpo, lo único que ocurre es que la fuerza que imprimes es igual pero en sentido contrario a la fuerza de rozamiento. Por tanto, la suma de fuerzas será cero y la aceleración total también.

Entonces dices que para que la velocidad sea constante, necesariamente tengo que aplicar la misma fuerza que la de rozamiento solo que en sentido contrario.

[HanT]

Re: Cuestión sobre fuerzas

Entonces dices que para que la velocidad sea constante, necesariamente tengo que aplicar la misma fuerza que la de rozamiento solo que en sentido contrario.

Sí.

Un experimento mental para seguir pensando sobre la pregunta que te has planteado: tenemos el tren sobre una mesa al que le aplicamos una fuerza A que hace que se mueva a velocidad constante. Supongamos que colocamos ahora el tren sobre una superficie de hielo. Si aplicamos esa misma fuerza A ¿a que no se movería a velocidad constante?

Edito: consulta también la diferencia entre rozamiento estático y el dinámico.