Después de mirar en varios repositorios y sitios webs de internet al final hemos dado con la respuesta que te mostraremos a continuación.
Solución:
las fuerzas son Nunca equilibrado, ya que solo hay una fuerza: la gravedad.
los key es recordar la segunda ley de Newton: $F = ma$. Fuerza y aceleración están emparejados, no fuerza y velocidad. Conocer solo la velocidad actual de un objeto no dice nada sobre las fuerzas que actúan sobre él.
Hay dos formas de ver cómo la velocidad llega a cero. O la inicial impulso (transferencia instantánea de cantidad de movimiento) se agota por una fuerza aplicada tiempo extraordinario$$ m Delta v = int F mathrmdt, $$ o la energía cinética inicial se agota por una fuerza aplicada a distancia, $$ frac12 m Delta (v^2) = int F mathrmdx. $$ En ambos casos, la fuerza de gravedad actúa continuamente para cancelar lentamente la velocidad inicial, y no hay nada que apague esta fuerza en el vértice de la trayectoria.
No, estás equivocado. Incluso si excluimos el arrastre, la fuerza de la gravedad no cae repentinamente a cero.
La fuerza actúa para acelerar continuamente la bola hacia abajo. Debido a que comienza con una velocidad hacia arriba, esta se reducirá debido a esta fuerza. En algún momento será cero cuando la velocidad invierta el signo, pero no hay equilibrio como se puede probar por el hecho de que sigue acelerando hacia abajo.
La fuerza que la aceleró hacia arriba, por ejemplo el brazo del lanzador, se quita tan pronto como la pelota sale de su mano. A partir de ese punto, las únicas fuerzas sobre la pelota son la gravedad, que es efectivamente una constante, y el arrastre, que varía con la velocidad.
Su argumento no funciona en la mecánica newtoniana como lo explican completamente Chris White y Rory Alsop.
Sin embargo, hay otra perspectiva a todo esto y esa es la de la relatividad general. En GR, la variedad de espacio-tiempo está “curvada” por la presencia de la Tierra y tu bola simplemente sigue una geodésica que comienza en el punto de espacio-tiempo definido por dónde/cuándo estaba cuando la lanzaste por primera vez y cuya dirección inicial (tangente) está definida por la cuatro vectores de la velocidad inicial de la pelota. Por lo tanto, está en caída libre y en equilibrio en todo momento en su vuelo (suponiendo que no haya resistencia del aire). La única vez que no está en equilibrio es cuando choca contra el suelo y la interacción entre el suelo y la pelota acelera la pelota hacia arriba: en el impacto hay un gran impulso transitorio en la pelota (y mucha deformación mecánica y rebote) pero inmediatamente después, la pelota experimenta una aceleración constante $g$ metros por segundo al cuadrado en relación con los marcos de referencia de inercia con los que se mueven momentáneamente en un momento dado tiempo después de que golpea el suelo (los marcos de referencia de inercia en movimiento conjunto siguen su camino alegre , dirigiéndose a través del suelo hacia el centro de la Tierra).
Si hiciera su experimento nuevamente con un acelerómetro vectorial incrustado en la pelota y con un sistema de telemetría para que la pelota pudiera transmitir su aceleración por radio al equipo de registro, los datos del acelerómetro le darían la misma descripción que la relatividad general que acaba de dar. Es decir, vería una gran aceleración inicial hacia arriba al lanzar la pelota, seguida de un largo intervalo de tiempo en el que el acelerómetro marcaría con precisión nada (siempre y cuando la pelota se lance sin girar) mientras la pelota estaba en vuelo. Luego, el acelerómetro registraría un gran pico de impulso, pero a partir de entonces seguiría leyendo $g$ metros por segundo al cuadrado hacia arriba mientras la pelota permanece estacionaria en relación con el suelo.
Observa cómo en esta descripción las únicas fuerzas reales son la fuerza con la que lanzas la pelota y la fuerza de reacción del suelo cuando golpea. La gravedad es una fuerza de inercia en el sentido D’Alembertiano, debido a que estamos parados en el suelo y, por lo tanto, somos acelerados hacia arriba a $g$ metros por segundo al cuadrado en relación con nuestros marcos de referencia inerciales que se mueven momentáneamente, por lo que de hecho estamos observando cosas desde un marco de referencia acelerado en GR.
Comentarios y puntuaciones
Agradecemos que desees estimular nuestro trabajo exponiendo un comentario y puntuándolo te damos las gracias.