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La alta velocidad no mata. ¿La aceleración lo hace? o el tirón?

En un pregunta reciente el OP preguntó por qué la alta velocidad no nos matará. El respuesta aceptada , muy votado, afirmó en primer lugar que

La velocidad no nos mata, pero la aceleración sí.

El segunda respuesta (también bien votado) está de acuerdo:

El peligro viene de la aceleración, no de la velocidad.

¿Es eso cierto?

Dos comentarios de hdhondt y Adam D. Ruppe algo lo desacredita. pero son son sólo comentarios. No pueden ser respuestas, ya que la pregunta " ¿Por qué no nos mata la velocidad de la Tierra (que se mueve por el espacio)? " no era sobre la aceleración. Escribí esta pregunta, y mi respuesta a la misma (abajo), antes de haber leído estas comentarios. Como muchos usuarios, me salto muchos comentarios. Cuando finalmente Cuando vi estos comentarios ya hechos, me pregunté si debía persistir con esta pregunta. El punto parece lo suficientemente importante como para justificarlo, teniendo en cuenta la gran popularidad de este tema.

11voto

Willbill Puntos 1246

La aceleración no nos mata más que la velocidad. Si la cabeza y los pies no se mueven a la misma velocidad el tiempo suficiente, sea cual sea la causa, estás en problemas. La velocidad no nos mata cuando todo el cuerpo tiene la misma velocidad.

Del mismo modo, dudo que la aceleración nos mate cuando todas las partes del cuerpo se aceleran, pero sin tener que transmitir fuerzas. Se dice en a comentario :

No es la caída lo que te mata; es la parada repentina al final.

La parada brusca te mata porque la desaceleración (la aceleración negativa aceleración) que te detiene es en realidad causada por una fuerza transmitida a través de tu cuerpo que no puede resistirla. La aceleración a lo largo de la caída, por muy fuerte que sea, que se aplica uniformemente a todo el cuerpo no lo dañará: estás en caída libre.

Si la misma aceleración fuera producida por el tirón de un motor que se le adhiriera a los pies y tirara de todo su cuerpo (incluso sin fricción), en lugar de la gravedad aplicada uniformemente a cada átomo de tu cuerpo, tu cuerpo bien podría ser despedazado.

No soy un experto en jerk Pero dudo que sea más peligroso, a pesar de las declaraciones peligro, a pesar de las declaraciones contrarias en esta respuesta aceptada y este comentario

El cuerpo humano utiliza los huesos y los músculos para mantener su integridad mientras transmitiendo fuerzas. El problema de la sacudida es que cambia los valores de las fuerzas, por lo que requiere que los músculos se adapten constantemente.

Pero el movimiento de los satélites en caída libre tiene sacudidas, ya que la dirección de la gravedad cambia constantemente, y su magnitud depende de la distancia. Esto es generalmente cierto en un campo gravitatorio no uniforme.

Creo que una buena forma de entender lo que nos puede hacer daño es modelar el cuerpo humano como dos masas, la cabeza y los pies, unidas por un resorte. Si la distancia entre las masas cambia en más de, digamos, un 5%, el modelo humano modelo humano se considera muerto. Ahora bien, si se añade una estructura fuerte, algún tipo de Traje G que conservan a la fuerza la distancia entre la cabeza y los pies, soportando así todas las fuerzas que deben transmitirse, entonces el modelo humano es bastante seguro.

Tenga en cuenta que someter la cabeza y los pies a diferente aceleración puede tener efectos indeseables si la diferencia es importante. Pero si el cuerpo es lo suficientemente fuerte, puede soportar pequeñas diferencias que compensa con fuerzas de cohesión internas. Así que se podría decir que la velocidad puede ser más peligrosa que la aceleración cuando se trata de una cuestión de uniformidad en todo el cuerpo.

Para situar estas cuestiones en el plano de la experiencia personal: no sentimos la velocidad, pero tampoco sentimos la aceleración, ni el tirón. Lo que sí experimentamos son las fuerzas que se propagan por nuestro cuerpo, cuando éste se acelera porque está sometido a fuerzas aplicadas sólo en algunas partes del mismo, en lugar de uniformemente. Experimentamos la tensión de los músculos que preservan la estructura de nuestro cuerpo contra estas fuerzas. Y percibimos la sacudida como una necesidad de adaptar la tensión muscular.

3voto

Daniel Mahler Puntos 2066

Realmente es el estrés lo que te mata. La velocidad, la aceleración y el tirón están bien siempre que sean espacialmente uniformes. Es un postulado de la relatividad general que ni siquiera se puede detectar la aceleración debida a un campo gravitatorio uniforme, por muy intenso que sea. Sin embargo, si hay fuerzas espacialmente no uniformes aplicadas a su cuerpo, entonces habrá tensiones: tensión, compresión, cizallamiento o torsión. Si son lo suficientemente elevadas, algo cederá. Esto es lo que ocurre cuando te golpean, cortan, apuñalan, disparan o incluso te cuelgan, dibujan y descuartizan.

3voto

JRT Puntos 97

Babou, esto es realmente un comentario ampliado a tu propia respuesta.

Creo que tu respuesta es bastante acertada, pero yo simplificaría un poco el razonamiento. Lo que te mata es cuando cambia la distancia entre las diferentes partes de tu cuerpo. Pones el ejemplo de que la separación entre tu cabeza y tus pies cambia en más de un 5% (algo aprovechado por los verdugos a lo largo de los siglos :-).

Para obtener la posición de cualquier elemento de volumen en particular $i$ dentro de tu cuerpo simplemente integras la ecuación:

$$ \frac{d^2\vec{x_i}}{dt^2} = \frac{1}{m_i}\vec{F}_i(t) $$

donde $\vec{F}_i(t)$ es la fuerza neta sobre ese elemento de volumen. En una caída, colisión o lo que sea la fuerza $\vec{F}(t)$ varía con la posición en el cuerpo y eso es lo que hace que cambie la distancia y la posterior lesión. Taylor puede ampliar la fuerza en función del tiempo y separarla en aceleración, sacudida y términos de orden superior y luego argumentar cuál es la más importante, pero creo que esto es un poco una pista falsa. Si $\vec{F}(t)$ es la misma en todo el cuerpo, entonces no habrá cambio de distancia y no habrá lesión, así que no es la magnitud de la aceleración, el tirón o lo que sea, sino su falta de homogeneidad lo que te mata.

2voto

Vivek Puntos 51

El problema es que en la mecánica newtoniana no hay una sola manera de matar a alguien. Puedes causar tan poca o tanta aceleración como quieras. Algunas cosas que vale la pena analizar son:

  • Latigazo. Si estás bajo una aceleración constante y llegas a un estado estable (y aún no estás muerto), un cambio en la aceleración (sacudida) podría causar un efecto látigo.
  • El sistema Tierra-Sol. En un marco inercial centrado en el sol, las personas en la Tierra no mueren a pesar de una aceleración sobre ellas.
  • Una centrífuga/chorro con aceleración constante. Cambiando los marcos de referencia y utilizando un principio de equivalencia, puedes verlo como si el peso de tu cuerpo te presionara hasta que algo se aplaste/rompa, momento en el que dejas de serlo.
  • Cuchillos, donde la alta velocidad [relativa] puede matar. ¡También puede hacerlo la baja velocidad relativa!

Así pues, estos ejemplos creo que demuestran que una afirmación como "[X] no mata, es [Y]", donde [x,y] son una de las aceleraciones/empujones/velocidades, es demasiado general para ser correcta. Hay que ver toda la dinámica de la situación.

2voto

rocketmonkeys Puntos 258

Si vuelas de cabeza contra una pared, en el momento del impacto la parte superior de tu cabeza se acelerará muy rápidamente, mientras que la parte inferior de tu cuerpo sigue viajando a una velocidad constante hasta que hace contacto con la pared. Está claro que el hecho de que diferentes partes de tu cuerpo se aceleren rápidamente en diferentes direcciones provocará unas fuerzas muy grandes en varias partes de tu anatomía y no va a acabar bien. Esto no es lo mismo que la sacudida, que se trataría de la diferencia de aceleración de una sola parte de tu cuerpo en diferentes momentos. Si todo tu cuerpo recibe exactamente la misma aceleración, esto no provocará ninguna tensión interna y no te causará ningún problema. En la práctica, sin embargo, la única fuerza externa capaz de proporcionar una aceleración verdaderamente uniforme es la gravedad, ya que actúa sobre cada parte de tu cuerpo directamente y en proporción a su masa. Esto significa que, a menudo, basta con fijarse en la magnitud de las fuerzas que actúan sobre el cuerpo y no fijarse demasiado en cómo actúan, y tratar la gravedad como una excepción, por lo que las demás respuestas no son tan erróneas como aproximadas.

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