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¿Una persona que está dentro de un autobús que se cae, cae a la parte delantera del mismo?

Estaba viendo Destino Final 5 y algo me llamó la atención. Hay una parte en la que un puente se derrumba y todo se viene abajo, así que hay un autobús que tiene una persona dentro (inconsciente de lo que estaba pasando) y cae verticalmente (la parte delantera del autobús está ahora apuntando hacia abajo y la parte trasera apunta al cielo). A medida que el autobús va cayendo, se muestra a la persona deslizándose por los asientos y acabando finalmente en la ventanilla delantera de la parte frontal del autobús. Mi pregunta es, ¿ocurriría eso realmente si alguien estuviera cayendo dentro de un vehículo? ¿O deberían ser empujados hacia atrás? ¿O deberían caer ambos por igual?

Aquí está el clip de la película: http://youtu.be/m01ICYfdLsA?t=1m7s

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user121330 Puntos 648

Esta escena se rodó claramente con un autobús estacionario orientado (casi) con el morro hacia abajo y una pantalla verde. Una mochila y un libro caen claramente sobre el motorista y aceleran a las velocidades normales. El jinete choca contra los asientos y no puede sujetarlos mientras cae. Es imposible que la resistencia del aire en la Tierra proporcione la fuerza suficiente para modificar tanto el movimiento del autobús (y, por tanto, de su desventurado ocupante). En interés de la física, la ecuación del movimiento vertical para el autobús sería

$$ m \ddot y = \beta \dot y^2 - m g$$

donde $\beta = 6.2 \frac{\text {kg}}{\text{m}}$ según Floris . Como la premisa es absurda, supongamos que la fuerza de arrastre es constante e igual a su valor máximo (justo antes de chocar con el agua) al caer en el vacío. En un mundo sin arrastre, $v^2 = 2 g \Delta h$ donde $\Delta h = 61 \text{m}$ .

$$ F_{drag} = 2 \beta g \Delta h = 7400 \text N$$

Eso parece mucho, pero la a autobús comparable de 3 ejes pesa alrededor de $15,000$ kg vacío, por lo que la fuerza de gravedad sobre el autobús es casi $150000$ N, lo que significa que, en el peor de los casos, la fuerza aparente hacia delante sobre el pasajero es de unos $1/20$ de la fuerza de gravedad. Si suponemos que el autobús es absurdamente ligero a tan sólo $5000$ kg, esa fuerza aumenta a casi $1/6$ de la fuerza de gravedad. Por ejemplo, los motoristas aceleran, desaceleran y giran con fuerzas comparables a la gravedad y no llevan cinturones de seguridad.

La velocidad terminal del autobús es de $220\text{m/s}$ así que no es realmente un factor puente en este mundo . Y lo que es más importante, el término de arrastre escala con $v^2$ por lo que esa fuerza no sólo es nula cuando el autobús inicia su descenso, sino que no llega a ser tan grande hasta el impacto (que se produce a las $10$ s en lugar de $t_f \approx \sqrt {\frac{2 \Delta h}{g}} = 3.5$ s).

En conclusión, la escena es claramente absurda.

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