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La fuerza g de los objetos comunes que golpean el suelo

En el trabajo de mi amigo tienen un acelerómetro que mide la fuerza con la que ciertos objetos golpean el suelo. Afirma que desde un metro y medio de altura, los teléfonos móviles chocan contra una superficie metálica sólida con una fuerza g de más de 2000. ¿Es esto cierto? Parece que esa cifra es demasiado alta.

Entiendo que la fuerza g se calcula mediante (aceleración en m/s 2 )/9.8. Supongo que si un objeto se desacelera instantáneamente tendría una fuerza g muy alta. Sin embargo, ¿es 2000 un número legítimo? Me parece extremadamente alta.

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Hola piensa en la velocidad que tendría el teléfono al caer al suelo, busca las ecuaciones de movimiento de newtons en wiki. Usa esas ecuaciones para estimar la aceleración (no me hago el listo contigo, pero la aceleración es más o menos, no hay una palabra real como deceleración en física). Luego divide por g para obtener la fuerza g. Y rebotará, no se detendrá instantáneamente. Saludos

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Como una extensión de lo que dice @irishphysics, dado un número para la aceleración, como $2000g$ Otro enfoque que se puede hacer es estimar la velocidad con la que la cosa golpea el suelo, y luego convertir esa velocidad, y su aceleración conocida, en un tiempo de impacto. Y entonces puedes convencerte de si esto es razonable o no.

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Esto podría interesarte en you tube, Col John Stapp Takes -47g : youtu.be/s4tuvOer_GI

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Floris Puntos 54054

cálculo actualizado

Como regla general, la "fuerza g" de un impacto es la relación entre la distancia de la caída y la distancia que se tarda en dejar de caer. Esto se basa en un simple argumento de trabajo realizado - $F_1\Delta x_1=F_2\Delta x_2$ , y por supuesto $F=m\cdot a$ . Este enfoque es el mismo que se utiliza en este artículo que describe un experimento de los Cazadores de Mitos sobre la "caída del plástico de burbujas". . Ahí puede haber un factor 2 dependiendo de si se asume una fuerza de desaceleración constante (aplastamiento del plástico de burbujas) o una desaceleración elástica (donde la fuerza aumenta con el desplazamiento).

Estimo que cuando un teléfono se cae sobre una superficie dura, se distorsiona alrededor de 0,2 mm - basado en la observación de la pequeña abolladura en la esquina cuando mi esposa, de hecho, dejó caer su teléfono. Pero ver el vídeo a continuación para una distorsión mucho mayor ...

Tomando la proporción $\frac{1200 mm}{0.2 mm}\approx 6000 g$ - lo que significa que su 2000 g es un número razonable.

He encontrado un vídeo a cámara lenta de un iPhone rompiéndose - muestra que la distancia sobre la que se mueve / distorsiona es significativamente mayor de lo que yo estimaba por lo que las fuerzas g serán menores:

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Fuente de la imagen

Si pones tu iPhone en una funda que proporcione aunque sea un par de mm de "cesión" durante una caída, las fuerzas g serán mucho menores y mejorarás las posibilidades de sobrevivir a una caída sobre una superficie dura de forma muy significativa.

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Gran respuesta (votaría hacia arriba si pudiera). He aprendido varias cosas aquí: 1) El acelerómetro de Android simplemente no es útil en este escenario. No fue construido para las pruebas de choque, e incluso en su más rápido sondeo de datos, los resultados pueden ser muy inconsistentes. Por ejemplo, a 1,5", una lectura de la caída puede resultar en un pico de 2,5g mientras que la siguiente puede resultar en un pico de 1,05g. Es demasiado incoherente para utilizarlo en pruebas de impacto. 2) El término "fuerza G" es un término que suena muy bien y que los novatos asociamos con los aviones de combate, pero las fuerzas g altas pueden ser generadas fácilmente por objetos comunes que caen a alturas insignificantes.

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Excelente resumen. Y sí, cuando el tiempo de impacto es corto comparado con el tiempo de muestreo, los resultados serán muy inconsistentes. Esto se ve agravado por el hecho de que las ondas de tensión rebotan en el teléfono en estas escalas de tiempo. La última vez que medí eventos de alta velocidad de deformación utilizamos un digitalizador de 150 mil dólares (con cinta de papel para almacenar los datos... ¡Sí, esto fue antes de los disquetes!)

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James Puntos 851

Usando una aplicación de acelerómetro vi que dejar caer el teléfono sobre una manta sólo hace que el teléfono golpee como 6 a 8 g's y no causa daño. Los seres humanos en los aviones de combate soportar estas fuerzas también sin daño por lo que tiene sentido que se necesita miles de g para romperlo.

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