Pájaro volando en una jaula

Question

Suponga que sostiene una jaula con un pájaro. ¿Tienes que hacer menos esfuerzo si el pájaro vuela desde su posición en la jaula y consigue quedarse en el centro sin tocar las paredes de la jaula?
¿Hay alguna diferencia si la jaula está completamente cerrada o tiene varillas para dejar pasar el aire?

Answer 1

Si la jaula está completamente cerrada, no importa si el pájaro está revoloteando dentro de ella o si se sienta en el suelo. Cuando vuela, el pájaro empuja el aire hacia el suelo, que ejercerá una fuerza hacia abajo en la jaula exactamente igual al peso del pájaro. Esto es una consecuencia directa de la conservación del momento y de la segunda y tercera ley de Newton. Dado que no hay ninguna fuerza adicional externo La fuerza que actúa sobre el sistema jaula-pájaro cuando el pájaro vuela en comparación con cuando no lo hace, la aceleración en la jaula no puede ser diferente. El efecto debido al vuelo del pájaro sólo afecta a la interno fuerzas y como acción=reacción, se anulan.

Sin embargo, si la jaula no estuviera cerrada, parte del "viento" debido al pájaro podría escapar de la jaula y se convertiría en una fuerza externa, haciendo que el sistema jaula-pájaro fuera más ligero.

Answer 2

El peso de la jaula no cambiará cuando un pájaro haga algo dentro de ella porque se convierte en un sistema aislado y toda la fuerza aplicada por el pájaro se contará como fuerza interna...................sin embargo cuando la jaula está abierta el aire es libre de entrar y salir afectando así al peso de la jaula ........en el segundo caso el momento no se conserva....

Answer 3

Algunas de las discusiones anteriores son incorrectas; la aceleración del pájaro cambia el peso de la jaula/pájaro para el pájaro en una jaula aislada sentado en una balanza de peso debido a la aceleración del centro de masa. Suponga que la jaula está cerrada. El sistema es la jaula y el pájaro. Las fuerzas externas son la gravedad (masa del pájaro + masa de la jaula)x g hacia abajo y la fuerza de restricción que sostiene la jaula contra la gravedad (por ejemplo, la cuerda que sostiene la jaula del suelo o el peso en una balanza con la jaula/el pájaro en la balanza en el suelo). La fuerza de restricción es el "peso" del sistema jaula/ave. La clave es (física básica) "Suma de fuerzas externas = masa del centro de masa x aceleración del centro de masa"; las fuerzas internas no importan. Mientras el pájaro no se acelere (por ejemplo, un pájaro inmóvil o flotando), entonces (masa del pájaro + masa de la jaula)x g hacia abajo = fuerza de restricción que mantiene la jaula hacia arriba y el peso (fuerza de restricción) no cambia. Si el pájaro se acelera hacia arriba o hacia abajo, el centro de masa se acelera hacia arriba o hacia abajo y debe haber una fuerza externa neta; esta fuerza externa neta se debe a un cambio en la fuerza de restricción (aumenta si el pájaro se acelera hacia arriba, por lo que el peso del sistema aumenta). Véase Halliday y Resnick/ Physics (el mejor libro de física jamás escrito).

Answer 4

El hecho de que la jaula sea cerrada o abierta no supone ninguna diferencia. Mientras el ave no esté cerca de la parte superior o inferior de la jaula (cuando el "efecto suelo" entraría en juego) las alas hacen circular el aire alrededor del ave/jaula. No hay fuerza de viento neta ni hacia arriba ni hacia abajo, sólo recirculación. El pájaro no necesita el suelo para "empujar". Sólo necesita crear una diferencia de presión local. Por lo tanto, siempre que se anule el efecto suelo, la jaula será más ligera cuando el pájaro vuele. (el propio pájaro tendrá un "peso" cíclico en función de si sus alas bajan o suben)