Otras carreras Fuerzas externas e internas

[Purpuro]

Hola es mi primer mensaje y sabía que tenía que presentarme primero, pero ya había escrito mi mensaje de presentación de cuatro parrafos y se me resbalo el dedo y cerre la página por accidente y pues me entro la fiaca y la desidia por volver a escribir todo. Pero no esta de más decirles que es un gusto estar por acá.

A lo que voy hace algunos meses presenté un examen en mi clase de fundamentos de física la cual ya pase pero siempre me quedo una duda en una pregunta que me tacharon que dice así:

.-Si solo una fuerza externa puede cambiar el estado de movimiento de un cuerpo. ¿Cómo puede la fuerza interna de los frenos llevar el automovil al reposo?

Yo respondí que lo que hace que el automovil se detenga es una fuerza externa, la fricción del asfalto no una fuerza interna de los frenos. Y todavía sigo pensando que tengo la razón , pero bueno la mayoria de ustedes saben mas que yo, y les agradecería mucho su respuesta, gracias de ante mano...saludos

[aLFRe]

Re: Fuerzas externas e internas

A lo que voy hace algunos meses presenté un examen en mi clase de fundamentos de física la cual ya pase pero siempre me quedo una duda en una pregunta que me tacharon que dice así:

.-Si solo una fuerza externa puede cambiar el estado de movimiento de un cuerpo. ¿Cómo puede la fuerza interna de los frenos llevar el automovil al reposo?

Yo respondí que lo que hace que el automovil se detenga es una fuerza externa, la fricción del asfalto no una fuerza interna de los frenos. Y todavía sigo pensando que tengo la razón , pero bueno la mayoria de ustedes saben mas que yo, y les agradecería mucho su respuesta, gracias de ante mano...

No sé yo si voy a atinar con la respuesta.
El automovil se mueve porque hay una condición de rodadura perfecta para la rueda, valga la redundancia.
La velocidad del punto de contacto de la rueda con el suelo y el del suelo debe de ser el mismo.
Este movimiento se puede describir como rotación + traslación o rotación pura de la rueda en torno al punto de contacto con el suelo.

Si la rueda gira con velocidad angular $\omega$ y tiene un radio R, la velocidad de su punto inferior sería $- \omega R$
puesto que la condición de rodadura obliga a que ese punto permanezca en reposo el eje de la rueda ( y por tanto el móvil ) se mueve con velocidad $+ \omega R$
La fuerza de rodadura está indeterminada... es la que sea para que se cumpla la condición citada.
Por otra parte cuando un sólido rígido gira en torno a un eje principal y si la rueda está bién un eje perpendicular al plano de la rueda es principal
se puede mantener girando con $\omega$ constante sin necesidad de que haya momento externo.
Luego esta fuerza es un poco particular.
Todo esto ya lo sabes.

También debes de considerar que la rueda cuando la frenas patina y hay fricción por deslizamiento
esa fuerza es externa y aunque también se debe al contacto de superficies es distinta a la de rodadura.

Hay muchos tipos de frenado... en las bicicletas se montan unos tacos, ejercen una fuerza
que tiene un momento y que disminuyen la velocidad de rotación de la rueda a por ejemplo [Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida]
La condición de rodadura debe de satisfacerse y el eje de la rueda se mueve a menor velocidad [Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida]
luego la fuerza de rozamiento por rodadura debería de ser menor y no sería la responsable de la frenada.

¿ Cómo es posible que una fuerza interna disminuya la cantidad de movimiento lineal ?
La respuesta te la dan la consideración de los otros principios de la Física.

El primero es la conservación de la energía.
En el caso que te comento de la bicicleta el taco roza sobre la llanta y transforma energía en calor.

El segundo es el momento angular.
Pero de la misma forma que con tu acción presiona el taco y se ejerce un momento sobre la rueda que lo frena
el resto del cuerpo de la bicicleta sufre otro momento opuesto por la reacción de la rueda
y si te fijas en algunos casos cuando llevas mucha velocidad puede producirse un giro
y levantarse hasta la parte trasera de la bicicleta.

En este caso analizar el moviento requiere considerar otras fuerzas, sobre todo peso del ciclista y vehículo.
Yo al menos, así lo respondería.

Un saludo.

[Al2000]

Re: Fuerzas externas e internas

Yo respondí que lo que hace que el automovil se detenga es una fuerza externa, la fricción del asfalto no una fuerza interna de los frenos.

Yo creo que estás en lo correcto. Estoy consciente de que la "experiencia de la vida diaria" y el "sentido común" pueden ser engañosos, pero no puedo menos que pensar en lo que ocurriría si suprimimos la fricción, como cuando el automovil frena sobre una mancha de aceite o sobre pavimento cubierto de hielo. Extrapolar al caso de fricción cero me hace pensar que el automovil seguiría su movimiento lineal inalterado aún cuando las ruedas hubiesen dejado de girar, transfiriendo la energía cinética de las ruedas a energía interna del sistema (calor) y transfiriendo el momentum angular al sistema automovil-Tierra.

Se puede también pensar en el problema simétrico. ¿Cómo es posible que un automovil acelere a partir del reposo en base a solamente sus fuerzas internas (gasolina, motor)? ¿Qué sucedería si suprimimos la fricción al momento de acelerar? Probablemente todos hemos vivido u observado lo que ocurre cuando se acelera sobre gravilla, lodo o aceite.

Saludos,

AA

[santi18_8]

Re: Fuerzas externas e internas

Bueno desde mi punto de vista todo depende de cual sea tu sistema bajo estudio. Si vos consideras como tu sistema bajo estudio a todo el automovil tu respuesta es correcta.
La pregunto es bastante capsiosa.

Pero si le aclaraste q tu sistema bajo estudio era el automovil por completo no veo donde esta el error

Por ahi capas q ellos pretendian q vos le justifiques q la fuerza q acenl los frenos sobre la rueda se anulan par a par por se fuerzas internas y q la unica fuerza q proboca el frenado ( sacando de lado el tipo rodadura ) es el roce contra el suelo.

por curiosidad q carrera estudias? y q materia era?

Saludos

[Purpuro]

Re: Fuerzas externas e internas

Bueno desde mi punto de vista todo depende de cual sea tu sistema bajo estudio. Si vos consideras como tu sistema bajo estudio a todo el automovil tu respuesta es correcta.
La pregunto es bastante capsiosa.

Pero si le aclaraste q tu sistema bajo estudio era el automovil por completo no veo donde esta el error

Por ahi capas q ellos pretendian q vos le justifiques q la fuerza q acenl los frenos sobre la rueda se anulan par a par por se fuerzas internas y q la unica fuerza q proboca el frenado ( sacando de lado el tipo rodadura ) es el roce contra el suelo.

por curiosidad q carrera estudias? y q materia era?

Saludos

Sabes que precisamente era lo que estaba pensando, que mi error fue no haber puesto cual era el sistema, por que como aLFRe mencionaba al frenado de las bicicletas con los tacos, si tomamos a las ruedas como el sistema, los tacos serían otra fuerza externa, si no me equivoco.

Y estudió Biología Experimental (algo así como la quimica de los seres vivos) y la materia era fundamentos de física.

Saludos

[santi18_8]

Re: Fuerzas externas e internas

Sabes que precisamente era lo que estaba pensando, que mi error fue no haber puesto cual era el sistema, por que como aLFRe mencionaba al frenado de las bicicletas con los tacos, si tomamos a las ruedas como el sistema, los tacos serían otra fuerza externa, si no me equivoco.

Y estudió Biología Experimental (algo así como la quimica de los seres vivos) y la materia era fundamentos de física.

Saludos

Claro , o podria ser q pretendian q le justifiques el por que la fuerza interna no ejerce el frenado ( q es lo q te dije de q se anulan par a par )

igual si lo aprobaste ya esta :P

[pod]

Re: Fuerzas externas e internas

Hay una serie de artículos en un blog de seguridad vial, que deben estar escritos por un apuesto e inteligentísimo Físico (), que tratan en detalle como funciona la Física de las ruedas de un coche (aceleración, frenado y curvas). Hay cuatro partes, aquí tienes los enlaces: El invento de la rueda 1, 2, 3 y 4.

En resumen: es obvio que la fuerza que los frenos ejercen sobre las ruedas es interna al coche. El resultado de la misma es que las ruedas empiezan giran más despacio. Como la velocidad de rotación ya no está acompasada con la de traslación, entonces las ruedas intentan deslizarse sobre el asfalto. Al intentar deslizar, aparece otra fuerza de rozamiento con el pavimento, que esta sí es externa.

En definitiva, tenías razón, pero supongo que el profesor esperaba que explicaras cómo una fuerza interna puede hacer que aparezca otra externa, que es el razonamiento que esbocé en el anterior párrafo.

[aLFRe]

Re: Fuerzas externas e internas

Sabes que precisamente era lo que estaba pensando, que mi error fue no haber puesto cual era el sistema, por que como aLFRe mencionaba al frenado de las bicicletas con los tacos, si tomamos a las ruedas como el sistema, los tacos serían otra fuerza externa, si no me equivoco.

Yo no he dicho eso.
El que una fuerza sea o no INTERNA depende lo que estés considerando como sistema como te han explicado más arriba.
En este caso si consideras como sistema el móvil al completo, la fuerza del freno sería INTERNA
y cumpliría el principio de acción y reacción.
Si consideras la rueda sería EXTERNA, también cumpliría el principio de acción y reacción pero la reacción se ejerce sobre
algo que no es objeto de nuestro estudio.

Si consideras, por ejemplo, una bicicleta y estudias como esta se para al accionar el freno delantero,
la fuerza que ejerce el taco de freno es INTERNA y debería cumplir el principio de acción y reacción
Si la rueda gira con velocidad angular $\omega$, la condición de rodadura dice que el cuadro que va unido al eje de la rueda de radio R
se mueve con velocidad lineal $\omega\,R$.

Mientras accionas el taco de freno la rueda que tenía un movimiento de giro + traslación ( o giro puro respecto al eje intantáneo de rotación )
pasa a moverse con velocidad uniforme,
observa que el punto de contacto inferior ya no tiene velocidad cero, si el taco está bién firme sobre la llanta y la rueda no se deforma
debe de moverse todo ( ruedas + cuadro ) a la misma velocidad.

En ese instante el punto de contacto de la rueda y el suelo tienen velocidades diferentes y la fuerza de rozamiento,
ya no es de rodadura sino de fricción por deslizamiento.
Esa fuerza VUELVE A SER es EXTERNA, como la fuerza de rozamiento por rodadura
y como está también la ejerce el suelo sobre la rueda.

Lo que yo he dicho es que el problema no se puede estudiar como el de una masa puntual que se mueve a velocidad v.
Hay que tener en cuenta más cosas.
Pero si lo consideras así,
la única fuerza EXTERNA una vez has trabado la rueda con el taco de freno es la de rozamiento por deslizamiento
( el peso también es EXTERNA pero no es relevante si el movimiento es horizontal y el rozamiento del aire que consideramos despreciable )
y por tanto esta es la responsable del frenado.
La acción del freno permite conmutar entre rozamiento por rodadura y rozamiento por deslizamiento.

Saludos.

[Purpuro]

Re: Fuerzas externas e internas

Yo no he dicho eso.

Claro que no, yo lo sé, lo único que hize fue tomar tu ejemplo de la bicicleta y yo le pusé mi ejemplo de "sistema", pero creo que lo redacte mal. Y si creo que la única fuerza externa es la de rozamiento por deslizamiento...saludos

[Vorpr]

Re: Fuerzas externas e internas

Los casos cotidianos de la física son agradable de discutir porque se tiene el conocimiento;
Va un razonamiento burdo por lo que espero sus críticas:
"El conductor" conduce y ejerce una fuerza sobre los frenos, y ya sea en el caso de" la bicicleta o de un carro", "las ruedas" que llevan cierta velocidad angular, teóricamente se hace cero , si el móvil viajara en el "aire" se frenaría por acción del pequeñísimo efecto de la fricción pero en un tiempo muy muy largo, como lo hace en un terreno con alto coeficiente de fricción ese tiempo se acorta dependiendo de esta coeficiente, hasta aquí ninguna novedad.
Concluyo que la fuerza de frenado la ejerce "el conductor" y como va en el interior del móvil es una fuerza interna.
Contestación de un estudiante en una clase de física
Atte. Vorpr

[pod]

Re: Fuerzas externas e internas

Los casos cotidianos de la física son agradable de discutir porque se tiene el conocimiento;
Va un razonamiento burdo por lo que espero sus críticas:
"El conductor" conduce y ejerce una fuerza sobre los frenos, y ya sea en el caso de" la bicicleta o de un carro", "las ruedas" que llevan cierta velocidad angular, teóricamente se hace cero , si el móvil viajara en el "aire" se frenaría por acción del pequeñísimo efecto de la fricción pero en un tiempo muy muy largo, como lo hace en un terreno con alto coeficiente de fricción ese tiempo se acorta dependiendo de esta coeficiente, hasta aquí ninguna novedad.
Concluyo que la fuerza de frenado la ejerce "el conductor" y como va en el interior del móvil es una fuerza interna.
Contestación de un estudiante en una clase de física
Atte. Vorpr

Si la ejerce el conductor, ¿por qué si se corta el cable del freno deja de frenar? El conductor obviamente es el que propicia la reacción en cadena de varios elementos del coche, pero la fuerza en si la ejercen las ruedas. El procedimiento, ya está explicado con mayor o menor extensión y acierto varias veces a lo largo del hilo.

[Vorpr]

Re: Fuerzas externas e internas

Está claro para mí, tomando el argumento de pod, si el móvil estuviera en el "vacío" y hubiera 0 fricción, por más fuerza que se aplique sobre los frenos y las ruedas se detuvieran , el móvil no para, Se necesita fuerza externa Fricción .
Gracias, así lo enseñaré y ya lo tengo con fórmulas físicas.
Vorpr

[santi18_8]

Re: Fuerzas externas e internas

Los casos cotidianos de la física son agradable de discutir porque se tiene el conocimiento;
Va un razonamiento burdo por lo que espero sus críticas:
"El conductor" conduce y ejerce una fuerza sobre los frenos, y ya sea en el caso de" la bicicleta o de un carro", "las ruedas" que llevan cierta velocidad angular, teóricamente se hace cero , si el móvil viajara en el "aire" se frenaría por acción del pequeñísimo efecto de la fricción pero en un tiempo muy muy largo, como lo hace en un terreno con alto coeficiente de fricción ese tiempo se acorta dependiendo de esta coeficiente, hasta aquí ninguna novedad.
Concluyo que la fuerza de frenado la ejerce "el conductor" y como va en el interior del móvil es una fuerza interna.
Contestación de un estudiante en una clase de física
Atte. Vorpr

Si la ejerce en conductor la fuerza va a ser hacia adelante, por lo que no va a cumplir el principio de la segunda ley de newton q dice q la aceleracion q recive un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza q se le aplica con la misma direcccion y sentido y inversamente proporcional a la masa del cuerpo.



PD: Cada vez pienso mal q el profesor te la puso mal para no poner un diez como lamentablemente suelen hacer