1r ciclo Una preguntita

[btdaki]

Hola, soy nuevo en el foro y no sé si va bien esta cuestión aquí.
Tengo una.. diferencia de opiniones con un profesor de biomecánica de la
universidad de ciencias de la actividad física y el deporte de Granada.
Yo estudio Física en la misma provincia y tengo esa asignatura como libre configuración.
El profesor en cuestión afirma 2 cosas: 1º que las cosas caen más rapido por pesar más,llegó a darme como explicación que un paquete de folios caía mas rapido que un sólo folio.
Realmente la cuestión que planteaba era: Si se tiran dos balones de baloncesto, uno seco de masa "m" y otro mojado de masa, por ejemplo "2m" ¿Cuál cae antes? El profesor decía que cae antes el mojado porque pesa más, tiene más masa inercial y a la fuerza de rozamiento del aire le costará mas trabajo frenarla...


la 2ª cuestión era, por qué la fuerza no depende del tiempo. Y afirma que no depende del tiempo porque F= m · a y como la aceleración es la variación de la velocidad entre la variación del tiempo cuando el tiempo tiende a 0, el tiempo es 0 y entonces se va.

A todo esto yo respondí con algunos cálculos igualando las fuerzas que actuan en los 2 balones F=mg y F=1/2 m C [FONT=Times New Roman]ρ A v^2,[/FONT][FONT=Verdana] si las igualamos la masa, sea cual sea, terminamos quitándola y el avance del objeto, no depende de la masa que tiene... o al menos eso creo, no sé.[/FONT]
Para la otra cuestión argumenté que en ciertos casos, sólo en ciertos casos la F no depende del tiempo, como en el tiro parabólico y eso ya que la ecuación del movimiento es un polinomio de grado 2 y la 2ª derivada,la aceleración, sería un escalar.

A todo esto me respondió con argumentos vacios y sin razón, quisiera saber, si alguien pudiera ser tán amable de echarme un cable con las formulas y si se le ocurre alguna razón que le pueda dar al profesor, el cuál me ha suspendido.

A mi me quedan para los dos balones de baloncesto a= (C·ρ·A·v^2+2·g)/2, pero claro, no sé como poner la velocidad en función del tiempo por ejemplo, ya que aquí se deberían de tomar las ecuaciones del tiro parabolico, corregidas con el rozamiento del aire. Estoy en lo cierto y la masa no influye o realmente is influye aunque sus razones no sean ciertas?

Con respecto a la fuerza, creo que por ejemplo, en un M.A.S. la fuerza depende del tiempo ya que la aceleración depende del tiempo...

Muchísimas gracias a cualquiera que me pueda mostrar algo de luz.

[Enzo]

Re: Una preguntita

Creo que si vas a tomara en cuenta el aire tienes que echar un vistazo a la dinámica de fluidos.
Que yo tenga entendido la fuerza que se opone al movimiento de un cuerpo a través de un fluido(en este caso el aire) es proporcional a la velocidad de dicho cuerpo.
Pero es mejor que tu mismo lo verifiques

[pod]

Re: Una preguntita

En fin, todo el mundo se hace llamar profesor

El profesor en cuestión afirma 2 cosas: 1º que las cosas caen más rapido por pesar más,llegó a darme como explicación que un paquete de folios caía mas rapido que un sólo folio.
Realmente la cuestión que planteaba era: Si se tiran dos balones de baloncesto, uno seco de masa "m" y otro mojado de masa, por ejemplo "2m" ¿Cuál cae antes? El profesor decía que cae antes el mojado porque pesa más, tiene más masa inercial y a la fuerza de rozamiento del aire le costará mas trabajo frenarla...

En un problema de caída real, aparecen muchísimos factores diferentes.

La afirmación "de entre dos objetos, siempre cae más rápido el que pese más" es rotundamente falsa. Un contraejemplo muy sencillo: un paracaidista pesa mucho más que un paquete de folios, pero cae mucho más despacio (si no se olvida de desplegar su paracaídas, claro).

Un folio es un material muy flexible, al caer se va deformando, creando muchas turbulencias y remolinos de aire que lo sustentan parcialmente y disipan mucha de la energía potencial gravitatoria lentamente. Un paquete de folios es mucho más rígido, no se puede doblar fácilmente. Cae como un bloque.

En definitiva, hay miles de factores: forma, orientación, flexibilidad, material (un material poroso proporciona mucha más resistencia que uno completamente liso), etc. Ese es uno de los posibles efectos, el agua del balón mojado llena todos los poros, impidiendo que entre aire y cree tantas turbulencias.

Una cosa sí es cierta; entre dos objetos de condiciones externas idénticas (forma, tamaño,material externo, orientación, etc.), la de mayor masa tenderá a caer más lento. Es fácil de demostrar, habrá dos fuerzas, el peso y la fuerza de rozamiento:

$$F = f_r - mg = m a \ .$$

Como hemos argumentado, la fuerza de fricción dependerá únicamente de como es la interacción entre el aire y el objeto, por lo que teniendo ambos objetos las mismas condiciones externas, podemos suponer que será la misma para ambos cuerpos. Así, pues, la aceleración será:

$$a = \frac{f_r}{m} - g \ .$$

Como vemos, a mayor masa, el efecto del rozamiento se ve disminuido.

Pero, de nuevo, eso no quiere decir que un cuerpo de mayor masa siempre caiga más rápido. Ya que diseñando una forma suficientemente inteligente, la fuerza de rozamiento se puede aumentar muchisimo; eso es lo que se consigue con el paracaídas, por ejemplo.

Como ves, se puede razonar sin resolver la ecuación y sacar la aceleración en función del tiempo. Pero si tienes curiosidad, hay un par de problemas así en la web: http://www.lawebdefisica.com/problemas/probnewton/ Mira por ejemplo el número dos y el cinco.

la 2ª cuestión era, por qué la fuerza no depende del tiempo. Y afirma que no depende del tiempo porque F= m · a y como la aceleración es la variación de la velocidad entre la variación del tiempo cuando el tiempo tiende a 0, el tiempo es 0 y entonces se va.

Bueno, menos mal que Newton y Leibnitz, inventores del concepto de derivada, no están vivos, por que seguramente se morirían al escuchar esto. Lo que se hace tender a cero en una derivada respecto el tiempo no es "el tiempo" sino "el intervalo de tiempo". Es diferente. Tu comparas el valor de la velocidad entre dos instantes de tiempo, $t$ y $t+\dd t$. Lo que se hace tender a cero es la diferencia entre los dos tiempos, no el tiempo en si.

Si todas las fuerzas no pudieran depender del tiempo, las consecuencias serían realmente estúpidas: sólo podrian existir movimientos rectilineos y uniformemente acelerados (o uniformes, tambien vale, si la fuerza constante vale cero). Pero tenemos experiencia más que sobrada en movimientos que no son uniformemente acelerados (¡como si no pudieramos soltar el acelerador del coche en una autopista!). O incluso un movimiento con velocidad constante, el simple hecho de no ir en linea recta ya indica una fuerza que ha cambiado en el tiempo (ya que siempre debe apuntar al centro de la trayectoria).

[[Beto]]

Re: Una preguntita

Hola, soy nuevo en el foro y no sé si va bien esta cuestión aquí.

No iba pero ya la movimos

El profesor en cuestión afirma 2 cosas: 1º que las cosas caen más rapido por pesar más,llegó a darme como explicación que un paquete de folios caía mas rapido que un sólo folio.
Realmente la cuestión que planteaba era: Si se tiran dos balones de baloncesto, uno seco de masa "m" y otro mojado de masa, por ejemplo "2m" ¿Cuál cae antes? El profesor decía que cae antes el mojado porque pesa más, tiene más masa inercial y a la fuerza de rozamiento del aire le costará mas trabajo frenarla...

Si estamos en presencia de rozamiento, no depende de la masa que tenga cada objeto, mas bien depende de su forma geométrica, toma dos hojas de papel idénticas, a una dale la forma de una esferita y a la otra suéltala extendida ¿cuál cae primero?

la 2ª cuestión era, por qué la fuerza no depende del tiempo. Y afirma que no depende del tiempo porque F= m · a y como la aceleración es la variación de la velocidad entre la variación del tiempo cuando el tiempo tiende a 0, el tiempo es 0 y entonces se va.

La fuerza no depende del tiempo siempre y cuando la aceleración sea constante en toda la trayectoria.

A todo esto yo respondí con algunos cálculos igualando las fuerzas que actuan en los 2 balones F=mg y F=1/2 m C [FONT=Times New Roman]ρ A v^2,[/FONT][FONT=Verdana] si las igualamos la masa, sea cual sea, terminamos quitándola y el avance del objeto, no depende de la masa que tiene... o al menos eso creo, no sé.[/FONT]
Para la otra cuestión argumenté que en ciertos casos, sólo en ciertos casos la F no depende del tiempo, como en el tiro parabólico y eso ya que la ecuación del movimiento es un polinomio de grado 2 y la 2ª derivada,la aceleración, sería un escalar.

Según el modelo que te han dado para la caída de las dos esferas se puede ver de que el rozamiento es proporcional a la velocidad al cuadrado ($v^2$), aunque según veo tienes que:

$$F_r=\frac{1}{2}mC_r\rho Av^2$$

Si es que $\rho$ es la densidad entonces si habría diferencia, pues para cada una de las pelotas su densidad es distinta, por tanto serían afectadas por una fuerza de fricción diferente cada una de ellas.

Con respecto a la fuerza, creo que por ejemplo, en un M.A.S. la fuerza depende del tiempo ya que la aceleración depende del tiempo...

La fuerza de rozamiento en el caso que planteas en tu ejercicio si depende del tiempo, ¿Por qué? ... la razón es sencilla, conforme la pelota cae y varía su velocidad, entonces para cada instante de tiempo habrá una mayor fuerza que se le oponga a su movimiento, por tanto la fuerza total que actúa sobre la pelota no es constante (depende de la velocidad que tenga la pelota en cada instante).

Muchísimas gracias a cualquiera que me pueda mostrar algo de luz.

De nada, también te puede servir el siguiente enlace: CLICK ACÁ mira los ejercicios (2) y (5).

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Re: Una preguntita

Muchísimas gracias, la verdad es que yo tenía bastante claro todos los coneceptos, y me sorprendió e incluso me indignó que UN PROFESOR DE UNIVERSIDAD enseñara ese tipo de conceptos, ya que cualquiera que haya hecho física en bachiller, puede saber que lo que decía eran tonterias. Me sangranron un poco los oidos con lo de que como la variacion del tiempo tiende a 0, pos el tiempo es 0 y se va....
Pero es profesor y aunque se le nota en las clases que no entiende mucho de lo que imparte... es un profesor y la verdad es que me hizo dudar y todo.Ahora a ver si quedo en una tutoría con él y le explico al pobrecillo lo terriblemente tonto que es. Perdón por el lenguaje, pero me exaspera que un profesor de universidad enseñe casi que la tierra es plana.

P.D. Me encanta este foro, espero en un futuro poder ayudar al igual que me han ayudado.