Secundaria Por qué la gravedad es una aceleración?

[YinYang]

Si suelto un objeto de la mano, este objeto tiene velocidad inicial 0, y la fuerza que ejerce el objeto es el Peso.

Pero dicen,que el objeto acelerará, a 9 m.s cada segundo, por la gravedad. Sin embargo, la fuerza Peso no cambia, es constante.

Que es lo que cambia pues?

Por que se acelera?

[Richard R Richard]

Re: Por qué la gravedad es una aceleración?

Si suelto un objeto de la mano, este objeto tiene velocidad inicial 0, y la fuerza que ejerce el objeto es el Peso.

La fuerza que ejerce efectivamente es su peso.

Pero dicen,que el objeto acelerará, a 9 m.s cada segundo, por la gravedad. Sin embargo, la fuerza Peso no cambia, es constante.

En realidad acelera a $9.81m/s^2$ en la superficie de la tierra. cuando esta cayendo , en caida libre, valga la redundancia, su peso es nulo.

Que es lo que cambia pues?

que cuando esta acelerado su peso no es igual a cuando no lo esta.

Por que se acelera?

El campo gravitatorio terrestre provoca una fuerza de atracción hacia el centro geométrico de la tierra en cada objeto, que es proporcional a la masa del objeto, por lo que la aceleración de todos los objetos es la misma, a la misma altura radial, cualquiera sea su masa, cuando el objeto se deja librado a la acción de esta fuerza, naturalmente acelera.

Saludos $\mathbb R^3$

[angel relativamente]

Re: Por qué la gravedad es una aceleración?

cuando esta cayendo , en caida libre, valga la redundancia, su peso es nulo.
[...]
que cuando esta acelerado su peso no es igual a cuando no lo esta.

Yo no estoy muy de acuerdo con esta interpretación. Si el peso se anulase cuando está en caída libre, en particular desaparecería la única fuerza que actúa sobre el objeto y por la 1a ley de Newton mantendría un movimiento uniforme cosa que no es cierta porque acelera. Entiendo que lo que quieres decir es que en un sistema de referencia solidario al objeto no habría fuerzas (si se montase en una báscula no marcaría nada porque esta también estaría en caída libre). No obstante este sistema solidario es uno no inercial que viola las leyes de Newton y que hay que utilizar con mucho cuidado.
Para no liar a YinYang, yo respondería lo siguiente

Si suelto un objeto de la mano, este objeto tiene velocidad inicial 0, y la fuerza que ejerce el objeto es el Peso.

Pero dicen,que el objeto acelerará, a 9 m.s cada segundo, por la gravedad. Sin embargo, la fuerza Peso no cambia, es constante.

Que es lo que cambia pues?

Por que se acelera?

En efecto desde un sistema de referencia externo el peso no cambia (porque no cambia ni la masa ni la aceleración). Pero una aceleración nos da el ritmo de cambio de la velocidad, por eso el objeto pasa de velocidad 0 inicial a una velocidad no nula (cada vez más grande). Se acelera por el simple hecho de existir una fuerza, ya que es lo que dice la 2a ley de Newton. Como la fuerza no desaparece porque la tierra siempre genera un campo gravitatorio, cualquier objeto con masa se verá atraído hacia la misma (y si estamos cerca de la superficie la fuerza de atracción será constante).
Saludos,

[visitante20160513]

Re: Por qué la gravedad es una aceleración?

Yo creo más bien que el razonamiento es inverso, lo que resulta evidente a nuestros sentidos es la aceleración cuando un cuerpo está en movimiento y su peso cuando está en reposo. Newton solo hizo (y esa fue su gran genialidad) que equiparar ambos efectos mediante el concepto de fuerza:

$F=ma=P$

De resultas tenemos que las fuerzas tienen dos formas de manifestarse, una transmitiendo la acción que se ejerce sobre ellos cuando los cuerpos están fijos y otra mediante las aceleraciones cuando los cuerpos sobre los que actúan están libres.

En la antigüedad y hasta que llegó Newton se relacionaba el concepto de fuerza con el de la velocidad, es decir se pensaba que el efecto inmediato de las fuerzas era el de imprimir velocidad a los cuerpos sobre los que actúan. La novedad y la genialidad de Newton fue precisamente su segunda ley, que relacionaba las fuerzas con las aceleraciones.

Salu2, Jabato.

[Richard R Richard]

Re: Por qué la gravedad es una aceleración?

Yo no estoy muy de acuerdo con esta interpretación. Si el peso se anulase cuando está en caída libre, en particular desaparecería la única fuerza que actúa sobre el objeto y por la 1a ley de Newton mantendría un movimiento uniforme cosa que no es cierta porque acelera.

Hola Angel
La aceleración es independiente de la masa de cuerpo que cae. La masa no cambia y el peso varia ,será nulo si la balanza que uso tambien cae conjuntamente con el cuerpo, el registro de la balanza será la diferencia entre la aceleración del objeto y la aceleración de la gravedad. cuando ambas son iguales el peso se hace cero, pues sería la reacción que provoca esa masa sobre la balanza.Esa es mi interpretación.


Saludos

[Al2000]

Re: Por qué la gravedad es una aceleración?

Peso por definición es la fuerza con que Tierra atrae a un cuerpo. Ahora en nuestra era moderna, podemos extender el concepto para incluir otros planetas/satélites y hablar de peso en Luna, peso en Marte, etc. Lo que tu pareces tomar como definición de peso es lo que yo llamaría el peso aparente que dependerá de otros factores, aparte de la gravedad.

Saludos,

$\mathcal A \ell$

[Richard R Richard]

Re: Por qué la gravedad es una aceleración?

Peso por definición es la fuerza con que Tierra atrae a un cuerpo.

De acuerdo hasta con la RAE

Ahora en nuestra era moderna, podemos extender el concepto para incluir otros planetas/satélites y hablar de peso en Luna, peso en Marte, etc.

en esos casos el sistema de referencia estara fijo en el cuerpo celeste del que se trate.

Lo que tu pareces tomar como definición de peso es lo que yo llamaría el peso aparente que dependerá de otros factores, aparte de la gravedad.

Entonces el peso no cambia y si el peso aparente que es lo que indicaría una balanza en el sistema de referencia que utilizamos para hacer la medición.

Comprendo la idea de peso aparente, si resuelvo por dinamica el problema de soltar un objeto en un sistema de referencia acelerado, aparece una fuerza ficticia igual a $-ma$y si la aceleración del sistema de referencia es $a=g$ entonces $\sum F=0$ que sería la razón por la cual el peso aparente es 0, mientras el peso seguiría siendo $mg$ también el peso no es un valor único para una determinada masa , también varia con la altura, pues la aceleración de la gravedad, varia con la altura.


No me quiero inventar ninguna definición, Pero si peso es igual a masa por aceleración de la gravedad de la tierra, con ese criterio el peso de cualquier objeto sería el mismo aquí que en la luna, me refiero a que así es independiente del lugar a donde y como lo midas , si en caída libre afirmamos que el peso no cambia, entonces tampoco lo hara sometido a la atracción del campo gravitatorio de la luna, puesto que yo asigno al peso el valor fijo $mg$ donde $g$ es la aceleración terrestre. Pero cuando refieren a peso en la Luna estan refiriendo a esa masa por la aceleración de la gravedad de la luna, esa aceleración es con respecto a un sistema de referencia, fijo en la Luna.

En cualquier sistema de referencia en caída libre, el peso aparente del objeto es nulo y en un sistema acelerado con respecto a un cuerpo celeste, con $\pm a$ el peso aparente sera $P=m(g\mp a)$, aunque para mi el peso es lo que indica la balanza aqui o en la luna, o en un sistema acelerado en caída libre. Lo que quiero decir es que si decimos peso a secas, están suponiendo el sistema de referencia en el centro del astro(la tierra), si se cambia de astro el peso sera distinto como ustedes entiendo que afirman diciendo peso en la Luna, entonces también cambia cuando cambiamos de sistema de referencia que es mi posición .





Saludos $\mathbb R^3$

[YinYang]

Re: Por qué la gravedad es una aceleración?

Mi pregunta era tonta, pensaba que para acelerar un cuerpo necesitaba una fuerza mas otra continuamente. Pero con una sola fuerza alcanza para acelerar un cuerpo, ya que eso es la segunda ley de newton, que las fuerzas aceleran los objetos, a diferencia de creer que aumentan su velocidad constante, ese a si mi error, no??

Es decir, creía que las fuerzas aumentaban su velocidad por cada "golpe" de la fuerza, modificando su velocidad constante, entonces pensaba que necesitaba otra fuerza para que haya aceleración o que el Peso vaya cambiando a medida que el cuerpo cae a la Tierra, como si fuera generandose nueva fuerza de Peso cada metro de la caida, por decir mas o menos.


Ha sido asi?

[ignorante]

Re: Por qué la gravedad es una aceleración?

Hola Yin Yang. Una fuerza aplicada sobre un objeto le provoca una aceleración, siempre que no sea contrarrestada por otra fuerza opuesta (2da ley de Newton). La aceleración es el aumento de velocidad. En tanto la fuerza se mantenga, la aceleración también se mantendrá. Si la fuerza es constante, la aceleración también será constante.

En el caso de la fuerza de gravedad, en las cercanías de la superficie de la Tierra, esta fuerza se mantiene constante; esto significa que todo objeto "siente" una fuerza constante hacia el centro de la Tierra (su peso). Por eso si sueltas un objeto, cae con aceleración constante de 9.8 ${m/s}^{2}$. Esto significa que en cada segundo el objeto aumenta su velocidad en 9.8 m/s.

Si a un objeto no se le aplican fuerzas (o son fuerzas equilibradas) entonces el objeto no acelerará, sino que se moverá con velocidad constante (1ra ley de Newton).

Saludos.


PD. Todo este rollito sólo es válido en la mecánica clásica de Newton. En relatividad ya es otra cosa.

[YinYang]

Re: Por qué la gravedad es una aceleración?

Y como está en caida libre, solo aplica el Peso como fuerza (sin considerar la fuerza de razonamiento del aire (se dice asi?, es una fuerza de rozamiento la del aire?)).

Es solo cuando llega a la superficie que se genera la fuerza Normal, que equilibra asi el Peso y nos mantiene en aceleración 0 con respecto a la Tierra.

Y la equilibra solo porque la fuerza que genera el cuerpo sobre la Tierra debido al Peso, es el mismo y opuesto al de la Tierra contra el cuerpo. Ya que siempre que un cuerpo genera una fuerza contra otro, este otro también generará la misma fuerza pero opuesta.


Es asi?


Lo que me surge otra pregunta:


Si un auto pequeño golpea a un camión gigante. Ambos reciben la misma fuerza. Sin embargo el auto pequeño rebotará mas hacia atrás desde donde venía.

Imaginemos que ambos vienen en dirección opuesta a la misma velocidad constante y chocan. En este caso la aceleración de los objetos es 0, por lo que.. de donde viene la fuerza que ejercen en el choque? no tendría que ser 0 la fuerza?

Y si la fuerza fuera x, para los dos lados por ser la misma y opuesta siempre, entonces por qué el camión sale ganando en el choque? si la fuerza es la misma, la masa no debería importar, asi como sucede con la caida libre. Hmmm..



Si algún iluminado me puede sacar estas dudas simples, citandome cada cosita, estará creando un nuevo interesado en fisica, colaborando con la causa jeje.


Gracias!

[ignorante]

Re: Por qué la gravedad es una aceleración?

Y como está en caida libre, solo aplica el Peso como fuerza (sin considerar la fuerza de razonamiento del aire (se dice asi?, es una fuerza de rozamiento la del aire?)).

Es solo cuando llega a la superficie que se genera la fuerza Normal, que equilibra asi el Peso y nos mantiene en aceleración 0 con respecto a la Tierra.

Y la equilibra solo porque la fuerza que genera el cuerpo sobre la Tierra debido al Peso, es el mismo y opuesto al de la Tierra contra el cuerpo. Ya que siempre que un cuerpo genera una fuerza contra otro, este otro también generará la misma fuerza pero opuesta.


Es asi?

A ver Yin Yang. Como dijo el destripador, vamos por partes:

- Ciertamente en una caída la fuerza de gravedad provoca la misma aceleración sobre cualquier objeto (9.8 ${m/s}^{2}$); esto sin considerar otras fuerzas, como la resistencia del aire. La aceleración de 9.8 ${m/s}^{2}$) sólo ocurre si la caída es en el vacío (sin aire u otro material).

- Si la caída ocurre en presencia de aire, entonces ya no actúa solamente la fuerza de gravedad, sino también la fuerza de fricción del aire que se le opone. Estas fuerzas opuestas pueden llegar a igualarse, de tal modo que se cancelan entre sí, y la caída ya no es acelerada, sino con velocidad constante (como la caída de un paracaidista por ejemplo)

- No hay que confundir la fuerza de fricción del aire (que contrarresta la fuerza de gravedad) con la fuerza de reacción del cuerpo sobre la Tierra. De acuerdo con la 3ra ley de Newton, siempre que un objeto1 ejerce una fuerza sobre un objeto2, el objeto2 también le ejerce al objeto1 una fuerza de la misma magnitud pero de sentido contrario. Cuando un objeto cae, el par de fuerzas acción-reacción son: la fuerza de gravedad (F1 de la Tierra sobre el objeto) y la fuerza de reacción (F2 del objeto sobre la Tierra). La fuerza de fricción del aire es otra distinta.

- Cuando finalmente el objeto que cae, choca con la Tierra, surge otra fuerza de oposición mucho mayor (la del suelo duro), que lo frena totalmente. Sin embargo, aunque el objeto ya está sobre tierra, la fuerza de gravedad continúa actuando, pero ahora está contrarrestada por la fuerza de oposición del suelo, que no hay que confundir, otra vez, con la fuerza de reacción F2 del objeto sobre la Tierra.

Hasta aquí por el momento. Saludos.

[YinYang]

Re: Por qué la gravedad es una aceleración?

Bien, entendido eso. Si puedes resolverme lo siguiente te agradezco un kilo!

[ignorante]

Re: Por qué la gravedad es una aceleración?

Imaginemos que ambos vienen en dirección opuesta a la misma velocidad constante y chocan. En este caso la aceleración de los objetos es 0, por lo que.. de donde viene la fuerza que ejercen en el choque? no tendría que ser 0 la fuerza?

Hola Yin Yang. Otra vez, como el sabio destripador, vamos por partes.

Las fuerzas ejercidas durante un choque surgen del contacto de los vehículos y duran sólo un breve momento. No es cierto que la aceleración sea cero durante el choque. La velocidad de los vehículos cambia: antes del choque iban a cierta velocidad y después del choque su velocidad es cero (quedan detenidos). Hubo un cambio de velocidad y, por lo tanto, hubo una aceleración negativa (desaceleración). En resumen, durante el momento del choque cada vehículo "siente" una fuerza de contacto y su correspondiente desaceleración.

Hasta aquí por el momento. Después seguimos con tus otras dudas. Saludos.

[YinYang]

Re: Por qué la gravedad es una aceleración?

Bueno, cuando chocan hay una aceleración negativa, entiendo.

Ahora queda esto:

"Y si la fuerza fuera x, para los dos lados por ser la misma y opuesta siempre, entonces por qué el camión sale ganando en el choque? si la fuerza es la misma, la masa no debería importar, asi como sucede con la caida libre. Hmmm.."


Y ahora que veo, tiene que ver con lo del Peso tambien: Si los objetos en caida libre en el vacío caen a la misma aceleración, pero tienen diferente masa, entonces la fuerza Peso es diferente para tales objetos, lo que tendría que causar una aceleración diferente, por la relación entre fuerza/masa y la aceleración.


Creo que resolviendome la duda sobre la caida libre que planteo en mi parrafo anterior, podré deducir lo de los choques del camión con el auto. Tal vez te pida que me expliques lo de la caida libre y luego para verificar si entendí te comento la situación del camión con el auto.


Gracias!! de verdad!

[ignorante]

Re: Por qué la gravedad es una aceleración?

Y ahora que veo, tiene que ver con lo del Peso tambien: Si los objetos en caida libre en el vacío caen a la misma aceleración, pero tienen diferente masa, entonces la fuerza Peso es diferente para tales objetos, lo que tendría que causar una aceleración diferente, por la relación entre fuerza/masa y la aceleración.

Aquí hay una cuestión muy interesante y que hace tiempo también me confundía mucho. Vamos a ver.

Para empezar, una fuerza (no contrarrestada) siempre produce una aceleración (o desaceleración). La aceleración producida por una fuerza depende siempre de la masa del objeto. A mayor masa, menor aceleración (2da ley de Newton F=ma). Por ejemplo, si empujas con la misma fuerza un auto y un carrito de supermercado, el auto se acelerará menos, porque tiene mayor masa; y el carrito acelerará más, porque tiene menor masa. Esto se cumple siempre.

Pero ¿qué pasa en la caída libre? Si dejamos caer desde una gran altura el auto y el carrito de supermercado (suponiendo que pudiéramos eliminar o minimizar la resistencia del aire), de lo dicho antes, pareciera que el auto debería caer con menor aceleración y el carrito con mayor aceleración, ya que el auto tiene mayor masa y el carrito tiene menor masa, ¿no? Pero ya hemos dicho que auto y carrito caen con la misma aceleración (g=9.8 ${m/s}^{2}$). ¿No hay aquí una contradicción?

No. Lo que ocurre es que la fuerza de gravedad es diferente en el auto y en el carrito. En el auto la fuerza de gravedad es mayor que en el carrito; y lo es en la medida exacta para que auto y carrito caigan con la misma aceleración. Dicho de modo simplón: la fuerza de gravedad es muy especial, ya que “se acomoda” de tal modo que haga caer todas las cosas siempre con la misma aceleración, independientemente de sus masas. Esta propiedad “mágica” de la fuerza de gravedad se explica en la teoría de la relatividad general.

Hasta aquí por el momento. Saludos.