¿Por qué la fuerza cambia constantemente la velocidad de un objeto afectado por esta fuerza?

Question

La fuerza se cuenta en Newtons, y por su definición, 1 newton es la fuerza que afecta a un objeto por la masa de 1 kg, cambiando la velocidad de este objeto en 1 m/s cada segundo . Puedo asegurarlo fácilmente mirando cómo funciona la fuerza de la gravedad: cuanto más alto estés, más velocidad se obtiene cayendo. Y esto me confunde, porque, por ejemplo, cuando tiro de una silla durante un par de segundos, su velocidad está siendo cambiada sólo cuando la toco, y después de eso el valor de la velocidad de esta silla es constante (igual a la mía). Si la velocidad de la silla se cambia, entonces significa que fue afectada por mí (en este caso) con alguna fuerza, pero si fue una fuerza, entonces la velocidad de la silla debe haber sido cambiada constantemente, haciéndose más y más rápida, porque nunca he dejado de tirar de esa silla. Pero en cambio su velocidad nunca cambia, es una constante. ¿Por qué?

¿Por qué cuando la fuerza de gravedad actúa, siempre cambia la velocidad de los objetos, pero cuando tiro de una silla con cierta fuerza, la velocidad de esta silla no cambia, (es constante, como sabemos)? Así que por ahora estoy confundido acerca de lo que es la fuerza, y cuando "es la fuerza" y cuando no lo es.

Answer 1

Hay que tener cuidado al intentar aplicar las ecuaciones de la física a los objetos cotidianos. Si aplicas una fuerza para arrastrar una silla, por ejemplo, hay varios factores que debes tener en cuenta...

1. La fricción resistirá el movimiento de la silla, y si la fuerza debida a la fricción anula la fuerza que estás aplicando para arrastrar la silla, entonces la fuerza total sobre la silla será cero y la silla no se acelerará.

2. No tendrás suficiente control sobre tus músculos para aplicar una fuerza constante y continua. Si tira de una silla hacia usted, su brazo se contraerá rápidamente hasta el punto de no poder tirar más.

3. Si empujas o tiras de un objeto para que se acelere, tendrás que empezar a caminar y luego a correr para que la velocidad siga aumentando, pero rápidamente llegarás a un punto en el que no podrás correr más rápido, por lo que no podrás mantener la fuerza de aceleración sobre el objeto.

Como ves, hay muchos factores que dificultan la aplicación directa de las leyes de Newton en la vida cotidiana. Si pudiéramos aplicar una fuerza realmente constante a una silla, ésta seguiría acelerando.

Answer 2

Una silla que se mueve al tocarla, inicialmente se acelera al empujarla.

Al soltarla, en ausencia de cualquier otra fuerza, la silla se moverá con una velocidad constante, ya que ahora no está acelerando.

¿Por qué la silla no se mueve con una velocidad constante, te preguntarás?

Fricción. Cuando se suelta, se produce una fuerza de fricción sobre la silla, que la frena hasta detenerla.

Answer 3

La aceleración de un objeto está determinada por la red fuerza que actúa sobre ella, no una fuerza individual. Cuando tiras de una silla, ésta se desliza por el suelo, con la fricción que resiste tu fuerza de tracción. Cuando la fuerza de fricción es igual y opuesta a tu fuerza de tracción, la fuerza neta es cero y la silla no se acelera.

Este es el mismo principio que subyace a la velocidad terminal: la gravedad siempre tira de ti hacia abajo con una fuerza constante, pero cuando la fuerza ascendente de arrastre/resistencia del aire es igual y opuesta a la fuerza gravitatoria, dejas de acelerar y caes con una velocidad terminal constante.

Como otro ejemplo, la gravedad sigue actuando sobre ti mientras estás sentado en una silla, a pesar de que estás inmóvil con velocidad y aceleración nulas. La fuerza normal de la silla te empuja hacia arriba con la misma y opuesta fuerza con la que la gravedad te empuja hacia abajo, haciendo que la fuerza neta que actúa sobre ti sea exactamente cero: no te aceleras en ningún sitio.