Pregunta:
¿Existen fuerzas que no impliquen un cambio en el impulso?
CoffeeIsLife
2014-03-06 23:03:01 UTC
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Estoy familiarizado con la ecuación $$ \ vec {F} = m \ vec {a} $$ Me pregunto si es posible que algo ejerza una fuerza sobre otro objeto sin cambiar el impulso de dicho objeto . Mi pregunta es: ¿la fuerza se define como un cambio de impulso? Si ese es el caso, mi pregunta no tiene sentido. Pero si no lo es. ¿Cuál es el marco subyacente?

Además, cuando algunos fenómenos hacen que cambien los espines o el momento angular de las partículas subatómicas, ¿significa que el fenómeno provocó que la partícula se acelerara o desacelerara? ¿Qué es la fuerza en el marco de la mecánica cuántica? ¿La definición de fuerza solo se aplica en la mecánica clásica? (Nota al margen: no estoy muy familiarizado con la mecánica cuántica. Pido disculpas de antemano ...)

¿Quieres que tu marco sea inercial? Si no es así, considere la posibilidad de ejercer alguna fuerza sobre usted, desde su propia perspectiva, su impulso no cambiará. (Esto, por supuesto, puede explicarse mediante fuerzas ficticias).
Seis respuestas:
Ross Millikan
2014-03-07 00:41:36 UTC
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Puede hacer que se ejerzan varias fuerzas sobre un objeto que se suman a cero. Entonces no habrá cambio de impulso. Piense en nosotros dos apoyados contra lados opuestos de una puerta con la misma fuerza. La puerta no cambia de impulso, ni tampoco nosotros. Estoy ejerciendo una fuerza sobre mi silla mientras me siento aquí.

En mi humilde opinión, esta es la respuesta más apropiada, aunque las otras dan una buena idea de las ecuaciones de fuerza generales.
Creo que en este caso diríamos que, si bien puede haber múltiples fuerzas actuando sobre un objeto, o incluso que hay múltiples fuerzas * ejercidas sobre * el objeto, que no hay * ninguna ** fuerza ** neta ** ejercida sobre * el objeto.
@BobGilmore Siempre me ha intrigado esta idea de un objeto completamente inanimado, que de repente aplica fuerza a algo. Cuando me siento en mi silla, ¿por qué la fuerza comienza a aplicar fuerza ahora y no antes? Se siente casi arbitrario. Quiero decir, sé que es el caso, y que es una ley, pero no entiendo por qué es tan necesario
No estoy completamente seguro de que esto sea apropiado solo porque la fuerza neta de los objetos en su ejemplo es cero. Individualmente, cada una de las fuerzas causaría un cambio en la cantidad de movimiento, por lo que no es como si tuvieran la propiedad especial de romper la segunda ley de Newton.
@Cruncher La silla sufre un cambio mínimo cuando comienza a ejercer fuerza hacia arriba: se aplasta bajo su peso, como un resorte.
@Cruncher La silla en realidad le está aplicando fuerza (y a usted) antes de que se siente en ella, pero la magnitud de la fuerza es demasiado pequeña para que tenga un efecto perceptible (se cae por el cuadrado de la distancia cuando se Estás lejos de eso). A medida que te acercas a la silla, la fuerza de repulsión entre tus átomos y los átomos de la silla crece, hasta que estás en "contacto", pero eso realmente significa que notas que no puedes moverte más debido a las fuerzas eléctricas que equilibran la gravedad. .
jpm
2014-03-06 23:15:47 UTC
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En realidad, la segunda ley de Newton se expresa mejor como $$ F = \ frac {dp} {dt} $$ y esto es incluso válido en relatividad, tanto SR como GR, expresado de la manera correcta $$ f ^ \ mu = \ frac {dp ^ \ mu} {d \ tau} = m \ frac {du ^ \ mu} {d \ tau} = mu ^ \ nu \ nabla_ \ nu u ^ \ mu $$ (para partículas masivas) tan clásicamente Las fuerzas siempre implican un cambio en el impulso. En QFT el concepto clásico de fuerza no es útil y hablamos de interacciones, pero en general también cambian el impulso.

Respondiendo más directamente a su pregunta, creo que una fuerza no es definido como el cambio del impulso pero como la causa de ese cambio.

Michael Große
2014-03-06 23:19:18 UTC
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No, todas las fuerzas implican un cambio en el momento.

En la mecánica clásica, la fuerza se define como un cambio en el momento.

En la teoría cuántica de campos las partículas interactúan mediante el intercambio de uno o más bosones (ver diagramas de Feyman). Estos bosones siempre tienen impulso y, por lo tanto, el impulso de las partículas que interactúan también cambia.

Todas las fuerzas * desequilibradas * - c.f. La respuesta de Ross Millikan.
Cuckoo
2014-03-06 23:32:35 UTC
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Una relación universal es que la fuerza ejercida sobre un objeto es igual a la derivada del momento en el tiempo. Sin fuerza, sin cambio de impulso, viceversa.

Snowbody
2014-03-07 10:48:50 UTC
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No es exactamente lo que estaba pidiendo, pero cualquier fuerza ejercida perpendicularmente a la dirección del movimiento no cambia la magnitud del impulso, aunque sí cambia la dirección .

Dos ejemplos son la fuerza ejercida por un campo magnético uniforme sobre una partícula cargada en movimiento y la fuerza de gravedad sobre un satélite en una órbita perfectamente circular.

Pero el impulso es inherentemente una cantidad vectorial, por lo que esto no responde realmente a su pregunta.

¡Absolutamente no es cierto! A medida que agrega velocidad en una dirección perpendicular, la magnitud del impulso cambiará. El momento es un vector.
No entiendo por qué el -1. Dije explícitamente en mi respuesta que "el impulso es inherentemente una cantidad vectorial". Además, me habían hecho creer que para tener un movimiento circular uniforme (magnitud constante de momento pero dirección variable) tenía que haber una fuerza perpendicular a la dirección del movimiento; ¿puede explicar por qué está mal?
En movimiento circular uniforme, dado que la magnitud de la cantidad de movimiento es constante, sabemos que a medida que la cantidad de movimiento aumenta en una dirección, debe disminuir en otra. Entonces, en este caso, la fuerza no es perpendicular, sino que en realidad incluye una parte de la fuerza en una dirección opuesta al movimiento, y la dirección de la fuerza debe cambiar constantemente. Si agrega una fuerza perpendicular, la magnitud del impulso aumentará y, dado que la fuerza permanece perpendicular, seguirá aumentando el impulso en esa dirección.
De acuerdo, veo las suposiciones que estás haciendo y creo que sé por qué te equivocas. Está dividiendo el impulso en dos componentes perpendiculares, ninguno de los cuales está garantizado para ser paralelo o perpendicular a la dirección actual del movimiento. Las componentes x e y del momento están cambiando, por lo que la fuerza debe tener ambas componentes x e y. Pero si hace los cálculos, descubrirá que instantáneamente, la fuerza para mantener un movimiento circular uniforme es siempre perpendicular a la velocidad instantánea. No estoy hablando de "agregar" una fuerza perpendicular; Hablo de mantener.
@kleineg La respuesta es correcta.Una manera fácil de ver esto es notar que tal fuerza no funciona.Por lo tanto, la energía cinética no cambia, por lo que la velocidad permanece constante, lo mismo se aplica a la magnitud del momento.
Guill
2014-03-13 01:51:32 UTC
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Según interpreto su pregunta, hay una (y única) situación en la que "las fuerzas no implican un cambio en el momento" y es cuando la suma vectorial de las fuerzas fuerte> es cero . Sin embargo, si quiso decir "fuerza neta ", la respuesta es no .



Esta pregunta y respuesta fue traducida automáticamente del idioma inglés.El contenido original está disponible en stackexchange, a quien agradecemos la licencia cc by-sa 3.0 bajo la que se distribuye.
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