{"id":633,"date":"2021-04-26T01:25:12","date_gmt":"2021-04-25T23:25:12","guid":{"rendered":"https:\/\/blogs.ugr.es\/physics-zip\/?p=633"},"modified":"2023-04-15T17:43:58","modified_gmt":"2023-04-15T15:43:58","slug":"ley-de-los-graves-repensada","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogs.ugr.es\/physics-zip\/ley-de-los-graves-repensada\/","title":{"rendered":"Ley de los graves repensada"},"content":{"rendered":"

En Din\u00e1mica, dos puntos materiales que poseen diferente inercia y parten del reposo desde un mismo punto, si est\u00e1n sometidos a las mismas fuerzas, sufrir\u00e1n diferentes aceleraciones y con ello el m\u00e1s inerte ir\u00e1 siempre por detr\u00e1s<\/em> del otro (menos inerte). Esto confirma la ley de inercia. Pero, si la \u00fanica fuerza activa es el peso (ca\u00edda libre, plano inclinado pulido), la aceleraci\u00f3n ser\u00e1 la misma (ley de los graves) y la inercia no se manifiesta desde un punto de vista cinem\u00e1tico (lo cual nos hace pensar ya que la fuerza gravitatoria lo mismo no es una fuerza al uso). No ocurre as\u00ed para s\u00f3lidos r\u00edgidos rodantes, en los que la inercia (rotacional) se manifiesta incluso con el peso como \u00fanica fuerza activa. \u00bfLos s\u00f3lidos r\u00edgidos rodantes violan la ley de los graves de Galileo? En realidad, para que ocurra la rodadura ha de existir un contacto adhesivo, manifestado macrosc\u00f3picamente como rozamiento est\u00e1tico por tanto no es una ca\u00edda estrictamente libre.<\/p>\n

Realicemos este experimento pensado de mayor idealizaci\u00f3n a menor:<\/p>\n

    \n
  1. Un plano inclinado (un \u00e1ngulo \u03b1) perfectamente pulido que no manifiesta ning\u00fan rozamiento. Colocamos sobre dicho plano dos bloques de igual tama\u00f1o pero muy diferente masa (p.e. macizo y hueco), en contacto mutuo, uno detr\u00e1s del otro. Soltamos los bloques a la vez y bajan solidariamente con id\u00e9ntica aceleraci\u00f3n<\/strong> igual a g sin\u03b1 <\/em>con independencia del \u00e1ngulo \u03b1.\u00a0Este resultado s\u00f3lo es compatible con la ausencia de fuerzas internas. La aparici\u00f3n de fuerzas de contacto internas s\u00f3lo se justificar\u00eda si el bloque trasero quisiera bajar antes<\/em> que el delantero, guiado por su menor inercia quiz\u00e1s, pero las leyes de Newton 2\u00aa y 3\u00aa aplicadas a cada bloque nos llevar\u00edan a un movimiento obligatoriamente NO solidario. Reducci\u00f3n al absurdo. La ley de los graves funciona.<\/li>\n
  2. Ahora, el plano es rugoso y existe posibilidad de rozamiento con los bloques (hechos del mismo material). A partir de un determinado \u00e1ngulo \u03b1 cr\u00edtico, soltamos los bloques a la vez y bajan solidariamente con id\u00e9ntica aceleraci\u00f3n<\/strong> pero menor que g sin\u03b1 <\/em>debida al rozamiento din\u00e1mico. <\/em>La ca\u00edda solidaria invalida de nuevo la posibilidad de fuerzas internas de contacto. La ley de los graves sigue siendo v\u00e1lida incluso con rozamiento.<\/li>\n
  3. En esta ocasi\u00f3n, los bloques est\u00e1n hechos de un material muy diferente. Para un determinado \u00e1ngulo \u03b1 cr\u00edtico, soltamos los bloques a la vez y el delantero baja (movimiento incipiente) mientras que el trasero se queda en reposo (constre\u00f1ido por su rozamiento est\u00e1tico mayor, no por su inercia). Si cambiamos los bloques y repetimos lo anterior, ambos quedan en reposo (el delantero detiene la ca\u00edda del trasero). Pero si aumentamos el \u00e1ngulo \u03b1, de repente bajan solidariamente con id\u00e9ntica aceleraci\u00f3n pero menor que g sin\u03b1 <\/em><\/strong>debida al rozamiento.<\/em> En este caso, la ca\u00edda solidaria no invalida la existencia de fuerzas internas de contacto. La existencia de tanta casu\u00edstica nos lleva a que la ley de los graves no se cumple en estas condiciones.<\/li>\n<\/ol>\n

    La realidad suele coincidir con el supuesto 3 de ah\u00ed que la ley de los graves sea de primeras tan contraintuitiva.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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