Divulgación Podrían ayudarme con esta pequeña duda por favor?

[Chris Bourne]

Hola a todos, no soy muy bueno con temas como este y por ello quisiera, si no es mucha molestia, que me ayudaran a resolver esta duda:

¿Cual seria el peso de un objeto, si al caer desde la altura de un humano, empezara a hundirse en la tierra y seguir así al punto de ya no ser visible debido a la profundidad a la que va?


De antemano muchas gracias por sus respuestas.

[Richard R Richard]

Re: Podrían ayudarme con esta pequeña duda por favor?

Hola Bienvenido al foro

Deberías haber colocado este hilo en el foro de Mecánica Newtoniana

Si vas a participar en el foro te convendríaa leer como pedir ayuda en forma efectiva

Interpreto de tu pregunta que lo que quieres saber es cuanto tiene que pesar un objeto para que cayendo desde 1.7m mas o menos hasta la superficie de la tierra, cuando haga contacto , en vez de detenerse siga hundiéndose en la tierra.

Son muchas variables que hay tener en cuenta, para que logre penetrar la superficie terrestre, se debe ejercer presión sobre el área que exponga al contacto , la presión por la superficie dará una fuerza,
si la presión supera el módulo de elasticidad de la tierra esta cederá y dejara pasar al objeto, mientras eso sucede el rozamiento va consumiendo la energía cinética que había ganado al caer libremente, conservando la energía potencial gravitatoria que aporta su peso.
En definitiva si el objeto tiene mucho peso podrías penetrar la superficie de la tierra de un solo golpe, pero hay otras limitaciones, Por ejemplo el valor del límite elástico y plástico del material que uses para perforar, cuanto mayor resistencia oponga la tierra a ser perforada mas fácil se alcanzara este límite, pudiéndose romper por pandeo, quebar y aplastar por su propio peso si este es elevado. Cuando golpea la superficie varias propiedad físicas del objeto alcanzarán su límite máximo produciendo fallas en el material y falla el experimento.

Es decir no hay un material lo suficientemente denso y resistente, para construir una pieza, de mínima sección y máximo peso que por la energía mecánica que acumulada al elevarla 1.7 mt pueda perforar el suelo hasta que se la pierda de vista.

las máquinas para clavar columnas de puentes sobre lecho marino, pueden clavar la columna 3 o 4 cm por golpe en un suelo blando aplicando muchas toneladas de fuerza.

El material económico por excelencia para hacer estacas es el acero tiene una densidad de $7.8 kg/dm^3$ y su modulo de young es de $2100000kg/cm^2$


En la industria militar existen bombas antibunker que pueden penetrar varias decenas de metros en un solo golpe al ser lanzadas de muchísima altura, aun asi no se las logra perder de vista desde la superficie. para eso requiiere de muchisima mas energia, comparables a las de un meteorito.


Saludos $\mathbb R^3$

[Chris Bourne]

Re: Podrían ayudarme con esta pequeña duda por favor?

Ya veo, lo siento, como dije no se mucho de física y por ende no sabia cual era el foro correcto. Entiendo que no haya un material lo suficientemente denso y resistente, pero mi duda es mas bien, como un "digamos" que si de alguna forma se pudiese crear un material así, cuanto pesaría entonces para hacer lo que puse en mi pregunta? es decir, no viéndolo desde el punto de vista real, sino mas bien ficticio para poder hacer lo que plantee en mi pregunta, disculpa la molestia.

[visitante20160513]

Re: Podrían ayudarme con esta pequeña duda por favor?

No depende del peso sino de la presión que se ejerce sobre el suelo, que es el cociente entre el peso y la superficie sobre la que se aplica. Así por ejemplo si colocamos un peso de una tonelada (1.000 kg) sobre un pilar que tenga 1 m2 de superficie ejercemos una presión de 1.000 kg/m2 pero si colocamos el mismo peso sobre una superficie de 1 cm2 la presión se multiplica por 10.000, es decir una presión de 10.000.000 kg/m2, ya que la superficie es 10.000 veces menor. Si ahora colocamos el mismo peso sobre una superficie de 1mm2 la presión que se ejercería sería un millón de veces superior, es decir 1.000.000.000 kg/m2, y ahora imagina que pasaría si colocamos el peso de una tonelada sobre la punta de una aguja que fuera suficientemente larga y resistente.

Salu2, Jabato.

[pod]

Re: Podrían ayudarme con esta pequeña duda por favor?

Hay una partícula, llamada neutrino, que interactúa muy poco. Hay algunas formas de generar neutrinos, básicamente haciendo colisionar haces de partículas, y podemos imaginar que podríamos producir una de esas colisiones a lo que seria "la altura de un humano". La mayoría de neutrinos atraviesan la Tierra completamente sin interactuar con ella, así que cumplirían la condición de atravesar tanto trozo de Tierra que "no se pueda ver".

Los neutrinos tienen masa, y por ende peso en el sentido tradicional (newtoniano) del término, aunque (probablemente) son la partícula con masa más ligera de todas, miles de veces por debajo de los electrones.

[Jaime Rudas]

Re: Podrían ayudarme con esta pequeña duda por favor?

Se me ocurre lo siguiente: si dejamos caer una gota de agua desde la altura de un humano, al caer en la tierra, se irá filtrando en ella, hasta que se ha filtrado tan profundo que ya no podremos verla. En esas condiciones, se requieren cerca de 50 mg, que es lo que más o menos pesa una gota de agua.

[Richard R Richard]

Re: Podrían ayudarme con esta pequeña duda por favor?

Haciendo un experimento mental si tomas una canica esferica de radio 4mm , tendra una superficie

$A=4\pi r^2 \approx 2cm^2$

para penetrar solo rozara y resistira presion con un hemisferio de la mitad de esa superficie $1cm^2$

si la tierra fuera de granito que es duro con respecto a la tierra resiste a la compresión $200 Mpa =200MN/m^2\approx 2040kg/cm^2$

para que el granito no se le pueda resistir debe superar esa presion y como presión es fuerza por unidad de area

$Res_{Tierra}<\dfrac{F}{A}=\dfrac{F}{1cm^2}=2040kg/cm^2$

por lo que la canica debería pesar mas de 2040 kg

su densidad debería ser como mínimo de [Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida]
deberia ser 1000 veces mas densa que el acero.

hay formas de maximizar la relacion area volumen , cuanto mas grande el radio mas masa puedo contener por unidad de area, por lo que cuanto mas grande la esfera para la misma densidad menos posible es contenerla en la superficie.

estos son cálculos aproximados y se me hace que he cometido algún error, despreciando alguna otra variable, mi intuición me dice que debería ser mas denso aun.




Saludos

[Chris Bourne]

Re: Podrían ayudarme con esta pequeña duda por favor?

Ya veo, estuve buscando un ejemplo gráfico de a que me refiero con mi pregunta y seria esto: http://fotos.subefotos.com/be7074bfc...70fade953o.gif

Sí, se que desde el vamos, esto es meramente imposible, pero como lo plantee en mi duda, solo quisiera saber cual seria el peso mas o menos exacto que tendrían dichos objetos para hacer eso, dejando de lado el que sea o no posible, por eso mi duda planteada es como un "digamos" si pasara. Disculpen las molestias

[visitante20160513]

Re: Podrían ayudarme con esta pequeña duda por favor?

No se ve bien el vídeo pero parece que hay algo o alguien que se hunde en el terreno bajo su propio peso. Si lo he interpretado bien para que tal cosa ocurra el peso debería de ser enrome, aunque no resulta fácil darte un valor exacto ya que todo depende de cual sea el coeficiente de compresibilidad del terreno. Dicho coeficiente establece la relación entre la presión ejercida y la deformación que sufre el terreno. Para terrenos normales dichos coeficientes oscilan alrededor de 10^9 pascales aunque no es fácil hacer una estimación debido a que a medida que un material se comprime su compresibilidad disminuye, de forma que se hace más resistente. Depende también de la superficie de apoyo conforme a lo que ya te comente antes. Haciendo una estimación aproximada podríamos hablar de millones de toneladas (piensa que una tonelada son 1.000 kg) para conseguir el efecto deseado dependiendo del tipo de suelo y de la superficie de apoyo.

Salu2, Jabato.

[Chris Bourne]

Re: Podrían ayudarme con esta pequeña duda por favor?

Bueno, básicamente son "trajes" pesados los cuales al momento de quitárselos y arrojarlos al suelo, estos se empiezan a hundir a profundidad en la tierra debido a su peso, entonces a rasgos pequeños, estaríamos hablando de un peso estimado en millones de toneladas? suponiendo que sea una superficie igual al de nuestro planeta, osea, como si tu salieras a tu jardín y dejaras caer dichos objetos.

[visitante20160513]

Re: Podrían ayudarme con esta pequeña duda por favor?

Eso es, un objeto que tuviera ese tamaño (aproximadamente como una persona) y pesara del orden de algunos millones de toneladas, al ponerlo sobre un suelo normal, como cualquiera de los que hay aquí en la tierra podría provocar algo parecido a lo que se ve en tu vídeo. Como verás no es tan fácil de conseguir la cosa.

Salu2, Jabato.

[Chris Bourne]

Re: Podrían ayudarme con esta pequeña duda por favor?

Entiendo, aunque mas que una cifra exacta, lo que quería era un estimado de cuantas toneladas tendría que pesar, ahora sé que esta entre las millones, agradezco mucho tu ayuda

[Richard R Richard]

Re: Podrían ayudarme con esta pequeña duda por favor?

No hay material real que tenga esa densidad para que con ese volumen tenga el peso necesario para hundirse en el suelo, si lo hubiera pasaria en la naturaleza. Poe eso esto pertenece netamente a la ciencia ficción.

Saludos

[visitante20160513]

Re: Podrían ayudarme con esta pequeña duda por favor?

Bueno, eso no es del todo correcto, las estrellas de neutrones y los agujeros negros son incluso miles de millones de veces mas pesados, más densos. Un trozo de un tamaño mediano, como una pelota de futbol, de una estrella de neutrones se hundiría en el suelo incluso a más velocidad, como si el suelo rocoso fuera sencillamente la superficie de un lago y hoy en día la ciencia admite que esos objetos existen en la naturaleza.

Salu2, Jabato.

[Richard R Richard]

Re: Podrían ayudarme con esta pequeña duda por favor?

Bueno 300 moles de moleculas tiene aproximadamente tiene un cuerpo humano,con un promedio de 12 a 18 neutrones por molecula, consigueme 1000 veces esos moles de neutrones , que seguro entran en el volumen de un cuerpo humano y ponlos juntos,algun material, establemente, en sobre la superficie de la tierra para que tengan la densidad aproximada ... es esto posible hoy tecnologicamente hablando?...
no digo que no se pueda conseguir la densidad, si no que conseguirla y disponerla en una masa que no se deforma ni interactua mas que por la accion de su propio peso, como se ve en el video, es lo que me refiero con ciencia ficción. Reconozco que la forma en que exprese la idea es pésima.

como conseguirias traer a la tierra un pedazo de estrella de neutrones y o una pequeña porcion de agujero negro( que desde luego no es fraccionable)

Saludos