¿Cómo puede este niño mover su cuna estando de pie dentro de ella?

Question

Estaba navegando por Instagram y vi este Carrete lo que al principio me pareció normal, pero cuando empecé a pensar en cómo era capaz de moverse el niño entonces me confundí. El vídeo muestra a un niño de pie dentro de una cuna y rebotando repetidamente su cuerpo contra la barandilla de la cuna, lo que hace que ésta se mueva.

He aquí la lógica de la confusión:

El centro de masa de cualquier sistema, si inicialmente está en reposo, se moverá sólo si hay una fuerza externa que actúe sobre el sistema.

En este caso el niño está aplicando una fuerza sobre la cama en la dirección hacia delante al golpearla continuamente por lo que la fricción debería estar actuando sobre ella en la dirección hacia atrás pero si ese es el caso entonces deberían moverse en la dirección hacia atrás y no hacia delante.

¿Puede alguien dar una explicación para este tipo de movimiento del niño?

Editar :-

Como por el comentario estoy añadiendo las capturas de pantalla del niño y la cuna inicialmente y cómo terminó después de algún tiempo (aunque no va a decir cómo el niño hacer que esto suceda)

Answer 1

El niño mueve su cuna explotando con pericia la diferencia entre la fricción estática y la cinética.

Al principio se acercan a las barras con relativa lentitud o, lo que es más importante, con una aceleración relativamente pequeña. La fuerza necesaria para esta aceleración procede de la cuna. Tiran de la cuna hacia la derecha y, según la tercera ley de Newton, la cuna tira de ellos hacia la izquierda. La clave está en que la fuerza que ejercen sobre la cuna es lo suficientemente pequeña como para que la fuerza de fricción estática entre el suelo y la cuna sea lo suficientemente grande como para mantener la cuna en su sitio, de modo que la cuna no se desplaza hacia la izquierda durante esta etapa.

Entonces el niño choca contra los barrotes. Su velocidad hacia la izquierda disminuye rápidamente, lo que significa que, durante un breve espacio de tiempo, tiene una gran aceleración hacia la derecha. Para que esto ocurra tiene que haber una gran fuerza sobre ellos hacia la derecha. Ésta proviene de los barrotes de la cuna, pero significa que el niño aplica simultáneamente una gran fuerza sobre la cuna hacia la izquierda. Esta fuerza sobre la cuna es ahora lo suficientemente grande como para superar la estática entre la cuna y el suelo y comienza a deslizarse hacia la izquierda. Cuando se desliza, el coeficiente de fricción entre el suelo y la cuna es menor que cuando no se desliza, lo que ayuda a que la cuna se desplace un poco más hacia la izquierda antes de detenerse.

Ahora el niño empuja los barrotes hacia la izquierda manteniendo la cuna en movimiento hacia la izquierda. A continuación, el niño vuelve a tirar de sí mismo hacia los barrotes, pero no con la fuerza suficiente para que la cuna se deslice hacia la derecha.

Dado que existe una fuerza de fricción entre la cuna y el suelo, la cuna no puede considerarse un sistema aislado. Todo el suelo, la habitación, el edificio y la Tierra forman parte del sistema, por lo que considerar el centro de masa no es muy útil.

Answer 2

Hay una fuerza externa. Cuando el niño corre dentro de la cuna, la parte inferior de la cuna empuja contra su pie; el pie y la cuna se acoplan mediante fricción estática. A su vez, la propia cuna está unida al suelo por fricción. Por tanto, existe una fuerza que actúa entre el suelo y el pie, a través de la cuna. Esta fuerza acelera el cuerpo del niño, que puede golpear la pared de la cuna, transfiriéndole parte de su impulso. En un diagrama de cuerpo libre de la cuna y el niño, esto aparecería como una fuerza externa.

Lo que tenemos que explicar es cómo una fuerza externa que actúa sobre la cuna mueve al individuo que está dentro de ella a través de su pie, dado que la cuna no se mueve (en ese momento), y tampoco lo hace su pie La respuesta es que no. La fricción impide el movimiento hacia atrás de la cuna cuando el niño empieza a caer.

Tenemos que explicar el caminar.

¿Cómo genera una fuerza externa cuando camina? Caminar comienza con una caída. Te inclinas ligeramente hacia delante, rompiendo el equilibrio, y empiezas a caer. Al mismo tiempo, levantas un pie y extiendes esa pierna; la caída se acelera. Finalmente, el pie libre se planta para evitar una caída completa; y el centro de gravedad salta sobre esa pierna.

En ausencia de fricción, el pie en reposo se deslizaría hacia atrás y el centro de gravedad del cuerpo caería directamente hacia abajo. Como hay fricción, el pie en reposo permanece plantado y actúa como un pivote; se genera una fuerza entre el pie y el suelo que desvía el centro de gravedad para que caiga en la dirección de la marcha en lugar de hacia abajo. En un diagrama de cuerpo libre de la persona, esto aparecería como la fuerza externa que genera el movimiento desplazado,.

El resto de la marcha no es más que una secuencia de caídas controladas, con un aporte de energía para contrarrestar las pérdidas.

Por lo tanto, de vuelta a la cuna. Si no hubiera fricción entre la cuna y el suelo (pero sí la habitual entre el pie y la cuna), lo que ocurriría cuando el niño empezara a moverse es que la cuna se movería en sentido contrario. Cuando el niño choca contra la pared de la cuna, el movimiento se detiene. Habría un desplazamiento neto de la cuna, pero el centro de masa del sistema cuna-niño no iría a ninguna parte.

Answer 3

Tienes razón en que esto no funcionaría en el espacio. Sin embargo, la cuna está unida al suelo por fricción estática. Cuando la cuna recibe un golpe, las tablas del suelo son empujadas en la dirección opuesta, lo que finalmente se transfiere a la casa/tierra.