Si la tercera ley de Newton es cierta, ¿por qué podemos hundirnos en la arena?

Question

La tercera ley del movimiento de Newton establece que toda acción tiene una reacción igual y opuesta. Esa es la razón por la que no nos hundimos en la tierra, porque cuando nuestro peso ejerce una fuerza sobre la tierra, ésta también ejerce una fuerza igual y opuesta sobre nosotros.

Pero cuando estamos sobre arenas movedizas o sobre fluidos podemos hundirnos. ¿Cómo es posible? ¿No ejerce una fuerza igual y opuesta sobre nosotros? ¿O las leyes de Newton son diferentes en el caso de los fluidos y las sustancias de baja densidad?

Answer 1

El LED se atenúa cuando cierras el interruptor porque estás tomando más corriente de la batería. La simulación que estás utilizando supone una batería ideal con 9V constantes. En realidad, el voltaje de la batería dependerá de la carga (consumo de corriente) y el voltaje caerá a medida que el circuito consuma más energía.

Tu esquema muestra que estás conduciendo los LEDs a una corriente alta. Encontrarás que muchos LEDs son igual de brillantes con corrientes más pequeñas, como alrededor de 10mA. Yo recomendaría cablear los 3 LED's siempre encendidos en paralelo cada uno con su propia resistencia y utilizar valores de resistencia lo más grandes posibles (lo suficientemente pequeños para que los LED's sean lo suficientemente brillantes para ti pero lo más grandes posibles). Esto reducirá el consumo de corriente y resultará en una menor atenuación cuando actives el 4º LED con el interruptor.

simular este circuito - Esquema creado con CircuitLab

Los LEDs azules suelen necesitar más corriente para parecer brillantes. Los rojos suelen brillar con menos corriente.

Answer 2

Aunque las fuerzas aplicadas son iguales, la masa de la arena que pisamos es relativamente menor que la nuestra. Como ya sabrás, el desplazamiento de dos cuerpos por una fuerza F es desigual debido a sus masas (medida de la inercia). El que tiene mayor masa se desplaza menos. Eso es lo que ocurre aquí.

Answer 3

¡Lee bien la ley!

Si el cuerpo A ejerce una fuerza sobre el cuerpo B, entonces el cuerpo B ejerce una fuerza (de igual magnitud pero de sentido contrario) sobre cuerpo A .

Entonces: fuerza sobre B desde A = - fuerza en A de B.

Tenemos dos fuerzas en dos cuerpos diferentes .

Así que su conclusión puede ser: Si la tierra tira de nosotros, nosotros tiramos en la tierra (¡a través de la gravedad! No a través de "empujar con los pies". Como el sol en la tierra y viceversa). Hasta ahora no hay arena. Bueno, nosotros no caemos pero la arena $brakes^1$ nuestro movimiento, por lo que ciertamente ejerce una fuerza sobre nosotros pero menos ¡que la tierra a nosotros! Nadie dijo nunca, que la fuerza de la tierra sobre nosotros es la misma que la fuerza de la arena sobre nosotros (recuerde: la ley habla de dos fuerzas en dos cuerpos diferentes ). Por otro lado, es cierto que ejercemos la misma fuerza que la arena ejerce sobre nosotros en la arena. Por eso la arena se aleja.

1: Esta no es la formulación física correcta; velocidad constante, sin fuerza, blabla. Por supuesto, pero el objetivo de esta respuesta es hacer la distinción entre en el que las fuerzas actúan. Y no en una descripción exacta de un movimiento no lineal.

Answer 4

Dos cosas.

1. Un movimiento uniforme (como hundirse en arenas movedizas con velocidad constante) no requiere una fuerza neta; la fuerza sobre la planta de nuestros pies que toca la arena contrarresta exactamente nuestro peso. Si no fuera así, nos aceleraríamos. De hecho, la Primera Ley de Newtons prohíbe una diferencia de fuerza. Aceleramos cuando empezamos a hundirnos, y entonces sí fue una fuerza neta (porque la arena blanda o el fluido cedían y no podían llevarnos) como se requiere para la aceleración.

   Pero, ¿qué ocurre una vez que hemos empezado a hundirnos? En los fluidos, y probablemente en las arenas movedizas (que supongo que se comportan de forma similar a un fluido), el rozamiento aumenta con la velocidad; en algún momento, un cuerpo que se desplace por ellas encontrará una cantidad de rozamiento que anule su peso. A partir de ese momento se moverá con velocidad constante porque ya no se ejerce ninguna fuerza neta sobre él. En el caso de una persona que cae por el aire, ésa es la velocidad terminal, unos 250 km/h. En el agua el rozamiento es mucho mayor y la velocidad terminal será mucho menor.

2. Es interesante que haya un equilibrio de fuerzas en el sistema completo incluso cuando aceleramos; la tierra es atraída hacia nosotros por la misma fuerza por la que nosotros somos atraídos hacia la tierra, y acelera (muy poco) hacia nosotros, preservando el momento del sistema tierra+hombre.