¿Es posible caminar en un mundo sin fricciones?

Question

¿Es posible caminar en un mundo sin fricciones? Creo que no se podrá caminar porque el caminar depende de la fricción que actúe sobre los pies. Pienso en ello como en una pista de hielo porque cuando intentas caminar en una pista de hielo es increíblemente difícil ya que hay menos fricción actuando en tus pies. ¿Se puede demostrar matemáticamente, utilizando los principios de la mecánica, que no es posible caminar en un mundo sin fricción, o sólo se puede hacer mediante un experimento?

Editar : No me refiero al espacio exterior por el mundo sin fricción, porque no estás siendo empujado en una superficie por la gravedad. Estoy buscando un mecanismo que permita a un espécimen biológico caminar sobre una superficie sin fricción, suponiendo que todas las demás leyes y efectos estén en su lugar.

Editar : Lo que quiero decir con caminar es que hay que mover las piernas para andar. Leí la idea de usar zapatos con tacos para caminar. Los tacos harían agujeros en el suelo que permitirían empujar algo horizontalmente para poder caminar, pero ¿cómo funcionaría eso? Si el mundo no tiene fricción, hacer agujeros en el suelo sólo convertiría el material sobre el que estás parado en escombros. Los escombros se comportarían como el material original en el que querías hacer los agujeros en primer lugar. ¿Cómo se mantiene el material unido en un mundo sin fricción?

Answer 1

Si no hay rozamiento, puedes seguir moviéndote por conservación del momento. Lleva contigo algunas cosas que no necesites. Tíralo en la dirección opuesta a la que quieres ir.

Answer 2

Aunque la fricción no es una de las cuatro fuerzas básicas de la naturaleza, existe porque esas fuerzas básicas existen. La fricción es la resistencia al movimiento de dos objetos que se mantienen enfrentados.

La fricción que nos permite caminar depende de la gravedad para convertir nuestra masa en peso que mantiene nuestros pies contra la superficie, mientras que la fricción estática permite que las suelas de nuestros zapatos se empujen contra la superficie de la Tierra.

Incluso cuando se patina sobre hielo, la fricción cinética mantiene el deslizamiento de las cuchillas contra el hielo en dirección hacia delante, y la fricción estática permite que los patines se empujen para impulsar al patinador hacia delante.

Parte de la fricción se debe a la atracción molecular, como cuando las suelas Vibram son capaces de mantener el agarre en una roca lisa. Esto es el resultado de las fuerzas electromagnéticas de las moléculas de goma de Vibram que atraen a las moléculas de la roca.

Incluso un motor de cohete, que de otro modo podría utilizarse para propulsarse en un entorno sin fricción, depende de la diferencia de fuerza entre la fricción causada por la gran presión del escape de propulsor en una zona pequeña (presión de salida) y la menor fricción del escape de propulsor que fluye a través de una zona más grande (presión de la corriente libre). La ecuación del empuje de un cohete lo demuestra:

$$\text{rocket thrust} = \text{mass flow rate} \times \text{exit velocity} + (\text{exit pressure} - \text{free stream pressure}) \times \text{exit area}$$

El coeficiente de fricción es una medida de la fuerza con la que se adhieren dos superficies. Es la relación entre la fuerza necesaria para inducir el deslizamiento y la presión que mantiene unidas las dos superficies. Puede utilizarse para calcular la cantidad de fricción:

$$F = u \times N$$

$F$ es la fuerza de fricción
$u$ es el coeficiente de fricción
$N$ es la fuerza normal (perpendicular a ambas superficies, que las presiona entre sí)

Si las superficies pudieran deslizarse sin ninguna fuerza, el numerador de su coeficiente de fricción sería cero, el propio coeficiente sería cero y la fuerza de fricción entre esas dos superficies sería cero. A continuación, una lista de los coeficientes de fricción de varios materiales . El coeficiente de fricción máximo es uno, y el mínimo es cero.

La fricción existe en todo el Universo. Para que no hubiera fricción, no tendría que haber gravedad, ni fuerza electromagnética, ni gluones que mantuvieran unidos los núcleos atómicos, ni bosones que permitieran la acumulación de núcleos pesados en las estrellas. Todo sería un caos. La tercera ley de Newton no funcionaría. El universo sería una sopa de densidad uniforme sin estructura. La entropía tendería a ser máxima. No se podría caminar.

Answer 3

Supongo que con lo de la fricción cero te refieres a la ausencia de asperezas o deformaciones en el suelo. Perfectamente liso. Aun así hay una forma de caminar. Al hundir el pie en el suelo lo comprimes un poco basándote en la teoría atómica de la materia. Esta impresión permite que tu pie esté ligeramente más bajo que los átomos adyacentes y que, por tanto, pueda alejarse de ellos. En el hielo, esto hace que se derritan las capas superiores de átomos, lo que da lugar a la experiencia resbaladiza que tenemos. En la arena se puede caminar fácilmente, ya que se hunde con cada paso.

Answer 4

No se puede caminar en absoluto si no hay un componente horizontal de la fuerza de interacción entre el usuario y el suelo; según esta definición, "no hay fricción" equivale a "no hay capacidad de movimiento horizontal".

Pero para añadir a Respuesta de Hapa La idea es que puedas moverte lanzando cosas. ¿Cómo se hace esto? Esta es una manera de hacerlo si no tienes un saco de martillos a mano en el bolsillo por si los malvados de turno desconectan la fricción de repente por una broma:

1. Mirando hacia delante, respira profundamente. Al aspirar el aire, éste es arrastrado hacia arriba, hacia las fosas nasales. La fuerza de reacción de la tercera ley te empuja hacia abajo, pero no pasa nada porque tus pies se empujan contra la superficie de la Tierra, así que básicamente no te mueves hacia abajo.

2. Gira la cabeza para mirar en la dirección opuesta a la que quieres ir. Si es necesario, utiliza una deformación cíclica de tu cuerpo para conseguirlo, como en el forma en que un astronauta puede girar en el espacio o la forma en que un gato en caída libre puede dar la vuelta para aterrizar de pie (no necesita cola);

3. Ahora exhale rápidamente por la boca, frunciendo los labios para obtener la máxima velocidad de escape del chorro de aire. Esto te impulsará en la dirección que necesitas.

Repita el ciclo anterior para llegar a donde quiere ir, teniendo en cuenta que también tendrá que hacer estas acciones para desacelerar cuando llegues allí.

Answer 5

El objetivo de la pregunta, según he leído, está relacionado con una condición ideal (superficie perfectamente lisa) y un hombre con pies/calzado normal. En este caso, no sería posible la marcha diaria normal, ya que la fuerza horizontal que mueve a la persona hacia adelante proviene de la fricción entre los pies y el suelo.

F = k*N; F : Fuerza (horizontal) k: coeficiente de fricción (cero en esta pregunta) N: Fuerza normal (vertical en este caso, y es igual a la masa * gravedad de la persona en cuestión, si no está saltando y si está perfectamente parada, sobre sus dos pies. Esta fuerza es irrelevante para la pregunta y la respuesta).

si k = 0, entonces F= 0.

Sin embargo, si se trata de pedir una solución para caminar en una superficie sin fricción (¡super-teflón!), hay opciones.

1. como se ha definido antes por muchos, Momentum. Lanzando una pelota se empezaría a mover la persona, hasta que choque con algo o hasta que la resistencia aerodinámica (existe, ¿no?) lo frene hasta detenerse, o hasta que la persona lance algo más en la otra dirección. (Debe ser un lanzador perfecto para empezar y parar usando sólo 2 lanzamientos, si el segundo lanzamiento está desalineado vectorialmente, seguirá moviéndose).
2. Zapatos clavados que se agrietan en el suelo. No hay fricción, pero en cuanto los clavos se entierran en el suelo, permiten fuerzas horizontales. El suelo no debe ser demasiado rígido (no debe ser como el mármol), para caminar cómodamente.