Secundaria La mosca en un pote

[davisf]

bueno aqui va una:
imaginense una balanza sensible con dos frascos balanceados. una con una mosca adentro. ahora imaginense q empieza a volar.

aqui les va la pregunta (me la hizo el profesor) ¿La balanza se desequilibra?...

..."Posteen sus dudas tambien"

[Cziffra]

bueno aqui va una:
imaginense una balanza sensible con dos frascos balanceados. una con una mosca adentro. ahora imaginense q empieza a volar.

Supongo que te refieres a la mosca, no a la balanza.

aqui les va la pregunta (me la hizo el profesor) ¿La balanza se desequilibra?...

..."Posteen sus dudas tambien"

Claro que se desequilibra. La balanza no mide en realidad la masa, sino la fuerza necesaria para mantener lo que se le ponga encima.

Cuando la mosca se pone a volar, la balanza ya no tiene que hacer fuerza para contrarrestar su peso. Por lo tanto, no registra el "peso" de la mosca.

Ahora pongo yo una duda. ¿Cuál es el origen físico de la estructura 0.7 que se observa a campo magnético cero en un cable cuántico?

Hala, a pensar.

[pod]

Este es un problema típico. Para volar, la mosca empuja aire hacia abajo, que eventualmente llega al fondo del recipiente, afectando al "peso aparente" (i.e, la fuerza necesaria para mantener el pote en su sitio). Hay tres casos:

1) La mosca se mantiene a la misma altura, o asciende a velocidad constante. La fuerza que la mosca ejerce hacia abajo al aire (y que a su vez se transmite al pote cuando el aire llega al fondo) es exactamente igual al peso de la mosca. Por lo tanto, el peso aparente será exactamente el mismo que cuando la mosca reposa en el fondo del pote.

2) La mosca asciende con aceleración positiva. En este caso, la fuerza de ascensión es mayor a su peso, por lo tanto el peso aparente será mayor que si la mosca estuviera en reposo en el fondo.

3) La mosca asciende deceleradamente. Por los mismos motivos, en este caso el pote pesaría menos. Notese, que si la mosca cae en caida libre, su peso no se notará en absoluto.


Tal y como planteas el problema, la mosca empieza quieta, y de repente empieza a ascender. Eso implica una aceleración positiva, por lo tanto un peso aparente mayor, lo que causará que la balanza se desequilibre, haciendo que el frasco con la mosca baje.

[joaquin_mx]

Hola a todos en el foro, soy nuevo por aquí.

Aparentemente sencillo el problema :? , pero tengo una confusión.

hay dos opciones:

1.- La que comenta Cziffra

Quitas la mosca el otro frasco donde no esta la mosca baja.

2.- El que comenta pod

al subir la mosca empuja el frasco donde esta hacia abajo.



entendí bien??

saludos.

[pod]

Hola a todos en el foro, soy nuevo por aquí.

Aparentemente sencillo el problema :? , pero tengo una confusión.

hay dos opciones:

1.- La que comenta Cziffra

Quitas la mosca el otro frasco donde no esta la mosca baja.

2.- El que comenta pod

al subir la mosca empuja el frasco donde esta hacia abajo.



entendí bien??

saludos.

Hay tres posibilidades. Si la mosca vuela a altura constante, se mantiene el equilibrio. Si la mosca sube, el frasco con ella dentro pesa más (bajará). Si la mosca baja, su frasco pesara menos (subirá). Por tanto, si la mosca estaba al principio en el fondo y se pone a volar, necesariamente habrá algun momento donde subirá, por lo que su frasco pesará más y bajara en la balanza.

Otra forma de entender todo esto es, simplemente, conservación del centro de masas: si la mosca sube, su frasco debe bajar.

[eor]

Hola a todos:

En primer lugar falta un dato importante. ¿Los frascos están cerrados?. La cuestión es importante porque si están abiertos es cierto lo que dicen Cziffra y pod, pero si están cerrados, creo que no.

Tal como yo o veo, el sistema: frasco, mosca y aire dentro del frasco cuando está cerrado el frasco es un sistema cerrado y aislado. En estas circunstancias y estando la balaza equilibrada, cualquier acción de la mosca dentro del frasco se verá compensada por una reacción de igual magnitud pero de sentido contrario del aire dentro. Es la aplicación perfecta de la tercera ley de Newton al sistema en equilibrio.

Con la tapa cerrada, podría hacer la mosca lo que quisiera, que la balanza no se desequilibraría.

Sin embargo, con la tapa abierta la cosa cambia, porque parte del movimiento del aire debido al batir de las alas de la mosca se intercambiaría con el aire exterior y esta perdida o ganancia de movimiento se traduciría en un desequilibrio de la balanza tal como lo ilustran Cziffra y pod.

O al menos eso creo (no me considero un “meloseto” , como todo el mundo tengo mis dudas)

Un saludo.

[pod]

En primer lugar falta un dato importante. ¿Los frascos están cerrados?. La cuestión es importante porque si están abiertos es cierto lo que dicen Cziffra y pod, pero si están cerrados, creo que no.

Lo que dice cziffra sólo es correcto si la mosca esta quieta, sin subir ni bajar. Lo que expliqué yo es correcto esté el pote abierto o no. Sólo que si lo tienes cerrado, la mosca morirá asfixiada.

[Cziffra]

...
Lo que dice cziffra no es correcto en general...

Me temo que eso es de validez universal, no sólo con la mosca.

[eor]

Hola otra vez:

Tal como yo lo veo, la mosca al volar interactúa con el aire. Si asciende es porque, con el batir de sus alas genera mayor presión de bajo ella, pero esto es a cambio de una menor presión de aire sobre ella. Por este motivo, el empuje hacia abajo que ejerce sobre el suelo del bote el aire a mayor presión se compensa con un menor empuje sobre el techo del bote por el aire a menor presión.

El movimiento de la mosca dentro del bote cerrado lo que hace es producir corrientes de aire que compensan a nivel de fuerzas los desplazamientos mosquiles.

Claro aquí estoy despreciando el rozamiento del aire contra las paredes del bote. Este rozamiento tendería a frenar las turbulencias generadas en el aire por el batir de las alas de la mosca y producirían pequeños desplazamientos en distintas direcciones que compensarían finalmente los desplazamientos de la mosca (también estoy considerando el bote indeformable).

Sin embargo, cuando la mosca se volviera a posar, fuera donde fuera (techo paredes o suelo) y una vez quieto el aire, la balanza volvería al equilibrio porque la balanza no mide las diferencias entre los centros de masas de los objetos sino la fuerza que se ejerce sobre los objetos.

Entiendo los argumentos de pod y Cziffra.

El argumento de pod me parece acertado pero no tiene en cuenta que el aire es un fluido que distribuye la fuerza y las diferencias de presión. Quizá mi forma de verlo es también muy exagerada: pues tal como yo lo describo parece más un superfluido de viscosidad casi nula. Es probable que, con el bote cerrado la situación fuera más bien intermedia.

La explicación de Cziffra sería totalmente válida si el bote estuviera abierto. En este caso, una vez que la mosca se pone a volar las turbulencias de aire, y probablemente la propia mosca escaparían, y la balanza se desequilibraría. De hecho el desequilibrio se porduciría desde el momento que la turbulencia no hiciera presión sobre la inexistente tapa, aunque la mosca estubiera dentro del bote.

Tal como veo yo el caso del bote abierto, supongamos que inicialmente no hay mosca, el sistema está en equilibrio y entra una mosca que se posa en el fondo del bote. Por el hecho de entrar, el batir de las alas de la mosca generan turbulencias que hacen pequeñas descompensaciones sobre la balanza. Conforme la mosca baja las turbulencias son mayores y ejercen ya una presión sobre el bote cuyo resultado es una fuerza de empuje hacia abajo. Una vez que la mosca se posa, su peso termina de desequilibrar definitivamente la balanza.

El caso propuesto al principio es como este pero para atras en el tiempo.

Por cierto, el caso de un animal no volador dentro del bote (por ejemplo una pulga) que se moviera o saltara es distinto porque este haría fuerza directamente sobre el bote y las acciones y reaciones se descompensarían en cada movimiento del animal.

¿No?

Un saludo.

[pod]

Todo eso, a lo sumo, son correcciones de segundo orden. El resultado del experimento (subir o bajar) no cambiará.

[enridp]

mmm... llegará el movimiento del aire a la balanza?
me parece que depende mucho de donde esté la mosca.
Si vuela muy por debajo de la balanza entonces las conclusiones de pod serían ciertas supongo. Pero imaginemos que el frasco tiene una altura de 1 km, una mosca que vuela a esa altura no va modificar el aire en lo absoluto a nivel de la balanza del fondo. De modo que pese a que la mosca acelere hacia arriba, la fuerza sobre la balanza iría primero aumentando y luego disminuyendo.
Así lo veo yo

[ainstain]

Re: La mosca en un pote

la balanza no se mueve en absoluto.A menos que la mosca se "azote" dentro del frasco.

[pod]

Re: La mosca en un pote

la balanza no se mueve en absoluto.A menos que la mosca se "azote" dentro del frasco.

¿Por qué resucitar un hilo muerto si no tienes nada realmente inteligente que decir?

La respuesta correcta es la del mensaje #3 de este hilo.

[Vitargo]

Re: Los pájaros y el camión

¿ su peso lo compensa con la presion del aire que produce las alas ?

[Al2000]

Re: Los pájaros y el camión

22. Una mosca en un tarro de cristal.
En la superficie interior de un tarro de cristal tapado, que está en equilibrio en una balanza sensible, se encuentra una mosca.
¿Qué pasará con la balanza si el insecto abandona su puesto y empieza a volar por el interior del recipiente?



Una mosca atrapada en un el aeróstato tarro.

Cuando la revista científica alemana Umschau publicó esta pregunta, se entabló una discusión acalorada: media docena de ingenieros presentaban las razones más diferentes y empleaban todo un sinfín de fórmulas; sin embargo, no pudieron llegar a una conclusión unánime.
Mas, este problema puede ser resuelto sin valerse de ecuación alguna. Al desprenderse de la pared del recipiente y mantenerse a un mismo nivel, la mosca presiona sobre el aire agitando sus alitas con una fuerza equivalente al peso de ella misma; esta presión se transmite a las paredes del tarro. Por consiguiente, la balanza debe permanecer en el mismo estado que mientras el insecto estaba posado en la pared.
Así sucede mientras la mosca se mantiene a un mismo nivel. Si ella sube o baja volando dentro del tarro, la balanza sensible deberá moverse un poco. Para determinar hacia dónde se moverá el plato con el tarro, primero supongamos que éste, con la mosca dentro, se encuentra situado en algún punto del Universo. ¿Qué pasará entonces con el recipiente si el díptero empieza a volar? Lo mismo que en el problema 21, donde se trata de un globo aerostático, tenemos un sistema aislado. Si una fuerza interna eleva la mosca, el centro de masas de dicho sistema seguirá en la misma posición mientras el recipiente se desplaza un poco hacia abajo. Al contrario, si el insecto baja aleteando, el tarro deberá subir para que el centro de masas del sistema tarro-mosca permanezca en el mismo punto.
Ahora volvamos a las condiciones reales, de las cuales hemos hecho la abstracción. El recipiente con la mosca no se encuentra en un punto lejano del Universo, sino que está en el plato de una balanza. Está claro que si ella sube, el plato descenderá, y si baja, se elevará.
Hay que agregar que el vuelo de la mosca hacia arriba o hacia abajo debe ser acelerado. Un movimiento uniforme, es decir, por inercia y por tanto sin la intervención de una fuerza, será incapaz de alterar la presión que el recipiente ejerce sobre el plato de la balanza.

Tomado del libro ¿Sabe Ud Física? por Yakov Perelman