Diferencia entre fuerza real y ficticia

[DavidJsR]

Re: Diferencia entre fuerza real y ficticia

Por ejemplo, un observador situado sobre el cohete podrá medir la tensión en el cable, así como el empuje de los motores. Por supuesto, obtendrá que ambos valores son diferentes. Para forzar el cumplimiento de la 2ª ley en su sistema de referencia, en el que, evidentemente, el cohete está en reposo, debe incluir una fuerza falsa de valor igual a lo que falta para que la suma total sea cero, es decir, E-T (que es lo que le faltaría a T para igualar el valor de E) y que, por supuesto, deberá apuntar hacia el exterior. Es esa fuerza inexistente la denominada fuerza centrífuga.

Es interesante señalar que el carácter ficticio de dicha fuerza queda en evidencia si nos preguntamos "¿qué cuerpo sería el que ejerciese dicha fuerza?". Evidentemente la respuesta es ninguno.

El sentido de mi interrogante es establecer si en los ejemplos que he dado, donde el primer ejemplo en un sistema en equilibrio rotacional según a mi entender, cada masa cuya intensidad de la fuerza que trata de imponerle una trayectoria rectilínea, es variada proporcionalmente de acuerdo a la variación que causa a la masa contraria y por consecuencia esta intensidad es igual a la aceleración normal perpendicular a la velocidad, sea la velocidad uniforme o constantemente variada. Siendo cada masa de este sistema el cuerpo que ejerce dicha fuerza a la masa contraria.

En consecuencia, si la fuerza producto de una aceleración tangencial y que produce el consumo de energía del cohete, es el cuerpo que que ejerce una fuerza reemplazante a la fuerza centrifuga que en el primer ejemplo sufre la masa contraria a la que tiene atada ahora el cohete en la cola, aunque la tensión que sufre la cuerda sea debido al equilibrio entre empuje que el consumo de energía produce y la fuerza centrifuga de la masa que tiene atada debido a que la intensidad de la variación de su trayectoria rectilínea, es igual a la variación del momento lineal que la aceleración tangencial le produciría al cohete.

Por lo cual me he preguntado si en estas circunstancias donde ambas fuerzas producen o es la fuerza necesaria para producir la aceleración normal de la masa atada a la cola, son equivalentes para un observador fuera del sistema estando en las circunstancias donde se determina que la fuerza centrifuga es una fuerza ficticia.

[arivasm]

Re: Diferencia entre fuerza real y ficticia

En primer lugar aclararé que no respondí antes porque estuve de vacaciones

cada masa cuya intensidad de la fuerza que trata de imponerle una trayectoria rectilínea, es variada proporcionalmente de acuerdo a la variación que causa a la masa contraria

Entiendo que la fuerza a la que hace referencia es la tensión de la cuerda. No es cierto que se cumpla que sea proporcional a la masa de ninguno de los dos cuerpos, salvo el externo. En este caso la razón no es otra que para que el sistema pueda moverse en la manera dibujada y no otra (es decir, siguiendo otro tipo de trayectoria) el empuje, M, generado por el motor debe cumplir estas dos ecuaciones:

$T=mr\omega^2$
$E-T=m_Cr_C\omega^2$

donde he llamado $m$ a la masa del objeto que sigue la trayectoria exterior, $r$ al radio de ésta, $\omega$ a la velocidad angular a la que ambos cuerpos recorren sus trayectorias (y que debe ser la misma para que se pueda cumplir que el sistema sea como se ha dibujado). Como antes, he usado un subíndice $C$ para referirme al cohete (en este caso su masa y el radio de su trayectoria).

De ambas ecuaciones podemos despejar E y T en función de los demás parámetros. Es sencillo ver que T será necesariamente proporcional a $m$, pero no a $m_C$.

sea la velocidad uniforme o constantemente variada

Sólo es posible que sea uniforme: tal como está hecho el dibujo ambas fuerzas son radiales, por tanto, al carecer de componentes tangenciales, ningún cuerpo tendrá aceleración tangencial, es decir, su velocidad siempre será constante.

[DavidJsR]

Re: Diferencia entre fuerza real y ficticia

En primer lugar aclararé que no respondí antes porque estuve de vacaciones



Entiendo que la fuerza a la que hace referencia es la tensión de la cuerda. No es cierto que se cumpla que sea proporcional a la masa de ninguno de los dos cuerpos, salvo el externo. En este caso la razón no es otra que para que el sistema pueda moverse en la manera dibujada y no otra (es decir, siguiendo otro tipo de trayectoria) el empuje, M, generado por el motor debe cumplir estas dos ecuaciones:

$T=mr\omega^2$
$E-T=m_Cr_C\omega^2$

donde he llamado $m$ a la masa del objeto que sigue la trayectoria exterior, $r$ al radio de ésta, $\omega$ a la velocidad angular a la que ambos cuerpos recorren sus trayectorias (y que debe ser la misma para que se pueda cumplir que el sistema sea como se ha dibujado). Como antes, he usado un subíndice $C$ para referirme al cohete (en este caso su masa y el radio de su trayectoria).

De ambas ecuaciones podemos despejar E y T en función de los demás parámetros. Es sencillo ver que T será necesariamente proporcional a $m$, pero no a $m_C$.



Sólo es posible que sea uniforme: tal como está hecho el dibujo ambas fuerzas son radiales, por tanto, al carecer de componentes tangenciales, ningún cuerpo tendrá aceleración tangencial, es decir, su velocidad siempre será constante.

Le echaba de menos estimado arivasm, espero que haya disfrutado sus vacaciones.

Sobre la nueva respuesta que me ofrece, y como siempre muy bien elaborada, tendré que reflexionar al respeto puesto que no es mi objetivo contradecir por contradecir, si no, tener mis conceptos claros confrontándolos con lo que los demás me puedan demostrar aunque. Gracias por la respuesta .