SALA 5 - FRICCION, MOVIMIENTO CIRCULAR Y EFECTOS INERCIALES   v4.3

“La fricción sí depende del área de contacto. Si no, porqué los autos de carrera tienen llantas anchas para un mejor agarre?”. La fricción no depende del área de contacto en  situaciones con fricción con cuerpos que pueden resbalar pero no rodar. El caso de la fricción de llantas que ruedan es un poco más complicado.

"La fricción estática siempre es igual al producto del coeficiente de fricción estático y la normal". Esta es la MAXIMA magnitud posible, pero en general puede tener cualquier valor menor, hasta cero. A propósito, esta no es una relación fundamental, sino un resultado empírico.

"Si un cuerpo se mueve hacia la derecha, la fricción cinética que siente es hacia la izquierda". Usualmente si, porque el cuerpo que ejerce la fricción usualmente está en reposo (por ejemplo, el piso). En general, la fricción cinética está en dirección opuesta al vector velocidad del cuerpo calculada desde el marco de referencia en reposo del cuerpo que produce la fricción. La fricción estática apunta en dirección opuesta a la velocidad que el cuerpo tendría si no existiera esta fricción.

 “Al deslizarse en el interior de una pista circular en un plano vertical, la mínima rapidez que debe tener un bloque para que no se despegue de la pista es cero.” Antes de que la rapidez baje a cero el bloque se ha despegado de la pista. La rapidez no puede bajar tanto. La situación crítica se alcanza cuando la fuerza normal de la pista desaparece por instante en el punto más alto de la trayectoria. Esta situación es semejante al caso de una masa que gira sujeta a una cuerda, en donde la situación crítica se alcanza cuando la tensión de la cuerda desaparece por instante en el punto más alto de la trayectoria.

“Tengo una masa sujeta al extremo de una vara. Para que logre dar una vuelta entera al girar en un plano vertical, la tensión en la vara debe ser cero en el punto más alto de la trayectoria”.  No. La situación crítica se alcanza cuando la rapidez de la masa desaparece por un instante en el punto más alto de la trayectoria. La tensión en la vara siempre es mayor que cero.

"Una piedra que gira en un plano horizontal amarrada a una cuerda está en equilibrio porque la tensión se cancela con la fuerza centrífuga". La "fuerza centrífuga" no es una fuerza real porque no se origina en la interacción entre dos cuerpos. Es un efecto de la propia inercia de la piedra. La piedra NO está en equilibrio, pues tiene una aceleración centrípeta debida a la fuerza centrípeta producida por la tensión de la cuerda. Siempre que uses correctamente las leyes de Newton, esto es, con marcos inerciales, no tienes que preocuparte por “fuerzas centrifugas” o efectos inerciales por el estilo.

“La fuerza centrípeta sobre una piedra que gira amarrada a una cuerda siempre apunta hacia el otro extremo de la cuerda”. No necesariamente. La fuerza centrípeta, cuya magnitud es mv²/R,  no es nuevo tipo de fuerza, sino simplemente la fuerza resultante que apunta hacia el CENTRO DEL CIRCULO definido por la trayectoria del objeto. Si la piedra gira en un plano vertical, la fuerza centrípeta sí apunta hacia el otro extremo de la cuerda. Pero si gira en un plano horizontal (péndulo cónico), la cuerda tiene una inclinación respecto a la horizontal, y la fuerza centrípeta no apunta hacia el otro extremo de la cuerda, sino hacia el centro de un círculo horizontal de menor radio que la longitud de la cuerda, que se encuentra por debajo del otro extremo de la cuerda. En este caso la fuerza centrípeta tiene una magnitud menor a la de la tensión de la cuerda.

"La fuerza centrífuga es muy real. Cuando el carro en que viajo entra a una curva yo siento una fuerza que me hala hacia afuera de la curva". Lo que sientes es el efecto de tu propia inercia cumpliendo con la primera ley de Newton, o sea, tu cuerpo tratando de seguir en línea recta. El efecto es real, pero no es correcto llamarlo fuerza, porque no existe otro cuerpo al cual atribuirle una interacción. Debes agradecer que sí sientes fuerzas reales, tales como la fuerza normal de contacto que la pared interna del carro ejerce contra tu cuerpo en dirección hacia adentro de la curva. Gracias a esas fuerzas centrípetas reales, no sigues en línea recta, sino que sigues la curva.

“Como se prueba en el caso de una persona parada sobre una balaza en un ascensor acelerado, el peso de una persona no siempre tiene magnitud mg”. Lo que marca la balanza no es directamente la fuerza de gravedad sobre la persona, que siempre tiene magnitud mg y que es su peso verdadero (g es la aceleración de la gravedad medida en ese punto sobre la superficie de la tierra). Lo que una balanza marca es la magnitud de una fuerza de reacción a la fuerza normal que la balanza ejerce sobre la persona, y como en ciertas situaciones (cuando el cuerpo no está en equilibrio) esta fuerza puede ser diferente a mg, se la llama peso APARENTE.

"Los astronautas que orbitan en el trasbordador espacial están flotando porque el alcance de la gravedad de la tierra no va mucho más allá de la atmósfera y están en un ambiente de microgravedad". A alturas de unos pocos cientos de kilómetros sobre la superficie de la tierra, la gravedad que sienten (su peso) es prácticamente la misma que en la superficie de la tierra. Flotan porque ellos y su nave están en una CAIDA LIBRE en donde la velocidad tangencial es tan grande que nunca llegan a la tierra.