Muchos cursos de introducción a la física presentan a los estudiantes un escenario teórico para una tarea. Si un automóvil se mueve a una velocidad constante sobre una colina en forma de arco circular vertical, ¿cuál es la velocidad máxima que puede alcanzar sin perder el contacto con elcamino en la cima de la colina?
Sin embargo, este problema es inherentemente defectuoso, "porque si la velocidad del automóvil es tal que perdería contacto en la cresta, perderá contacto mucho antes de ese punto", según Carl Mungan, profesor de física enla Academia Naval de EE. UU.
adentro El profesor de física , por AIP Publishing, Mungan demuestra que, a pesar de las numerosas referencias de libros de texto que indican lo contrario, un automóvil dejará el suelo en la parte inferior de un pico.
"Por lo general, en los libros de texto de física se asume que un automóvil perdería contacto en la cima exacta de una colina que tiene una sección transversal circular", dijo Mungan. "Pero la fuerza normal sobre el automóvil es, de hecho, menor cuando la carreteratiene pendiente que cuando su vector tangente es horizontal.
"Además, si uno no pisa el acelerador, o si está haciendo una demostración con un automóvil caja de cerillas en una pista convexa, la velocidad del automóvil disminuye a medida que sube la colina. Ambos factores implican que los automóviles no se saldrán de la carreteraen la misma cresta. "
El estudio presenta tres casos separados para ilustrar los matices de los diferentes principios físicos en juego. El primero examina un objeto rígido que se desliza sin fricción como un disco de hockey sobre hielo. El segundo se enfoca en un objeto sin motor que rueda sin resbalar, como una pelotaEl tercero presenta un automóvil que se conduce aplicando presión sobre el pedal del acelerador, pero no tan fuerte como para que las llantas resbalen en sus puntos de contacto con la carretera.
Al ilustrar la dinámica en cada caso, Mungan finalmente presenta un argumento convincente, disipando la idea arraigada de que un automóvil puede dejar la carretera en la cima de una colina suave.
Entonces, ¿cómo realiza un salto un automóvil? Hay varios sitios web que brindan consejos sobre los saltos en colinas en automóvil, pero la mayoría de ellos incluyen fuertes advertencias.
"Para la conducción real de un coche de rally, lo más probable es que ocurra un salto más allá de la cima de la colina", dijo Mungan.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Americano de Física . Nota: el contenido puede editarse por estilo y longitud.
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