¿Qué pasaría si volaras un helicóptero a control remoto en un automóvil en movimiento?

¿Puedo sugerir una camioneta en movimiento?

Desde la perspectiva de alguien en la camioneta con el helicóptero, esto ocurriría exactamente con estas excepciones:

Si el camión se ralentiza o se detiene repentinamente, el helicóptero (que aún se mueve con relación a la tierra) chocará contra el mamparo delantero y viceversa cuando el camión despegue rápidamente de una parada. Del mismo modo, el helicóptero se estrellará contra una pared cuando el camión tome una curva pronunciada.

Si reemplaza el helicóptero con un globo de helio techered, sucederá algo similar pero notablemente diferente. Independientemente de lo que parezca hacer el camión, el globo lo hará a la inversa. Si el camión se detuvo para evitar un gato en llamas, por ejemplo, el globo se moverá rápidamente hacia atrás. Eso se debe a que el aire dentro del camión, al igual que el helicóptero de arriba, se precipitará hacia adelante, y el globo flota hacia la baja presión y lejos de la alta presión. Cada vez que el camión acelera, el aire se retrasará y el globo se alejará flotando del aire.

Puedes hacerlo con cuidado con un simple globo de fiesta, pero no lo hagas en el camino, ¿de acuerdo?

Suponiendo que conduce por una carretera plana a velocidad constante, nada sería sustancialmente diferente, como señalaron tanto el usuario de Quora como Joseph C. Slater. Esto es una consecuencia del principio de relatividad [1], que establece que la física es la misma en cualquiera de los dos marcos de referencia inerciales.

Sin embargo, los cuadros en cuestión (uno en el que estás parado en la carretera y el otro en el que estás en el automóvil) no son realmente inerciales debido a la rotación de la Tierra. Es interesante mostrar que estos efectos no son importantes.

Imagine que conduce hacia el norte desde Quito, Ecuador, hasta el taller de Santa. En Quito, estás en el ecuador, por lo que estás dando vueltas a gran velocidad. En el polo norte, eres esencialmente estacionario. Entonces, a medida que avanzas hacia el norte, pierdes velocidad, lo que significa que hay una desaceleración.

Un día es de 24 horas, y el radio de la Tierra es de unos 6.400 kilómetros. Eso hace que su velocidad en el ecuador sea algo así como 1500 km / h. Si conduce a 100 km / h, hará su viaje en aproximadamente 50 horas, o 3000 minutos. Entonces pierdes aproximadamente medio kilómetro por hora cada minuto. (En promedio. El efecto es cero justo en el ecuador y se vuelve más fuerte a medida que continúa hacia el norte).

Esta aceleración es probablemente pequeña en comparación con la variación en la velocidad de su automóvil, pero se puede medir si lo hace correctamente. Se llama la fuerza de Coriolis, y se vuelve más importante cuando la escala de los objetos se hace más grande y cuando te mueves más rápido. Hay una historia de que en la Batalla de las Islas Malvinas de 1914, los proyectiles de la Armada británica no alcanzaron a sus objetivos alemanes porque habían calibrado sus cañones frente a la costa de Gran Bretaña, donde las fuerzas de Coriolis son muy diferentes. Es importante para los huracanes. También escuché que está programado en el juego de computadora Halo , y que al medir su efecto sobre el fuego de un rifle de francotirador puedes determinar el tamaño del mundo en forma de anillo en el que se juega el juego.

Luego considere viajar de este a oeste a través del Sahara. Debido a que la Tierra está girando, está tratando de arrojarte. No vuelas porque la gravedad te está presionando con una fuerza más fuerte. Sin embargo, te sientes un poco más ligero de lo que te sentirías si la Tierra no estuviera girando.

Esta es la fuerza centrípeta. Su magnitud es

[matemáticas] f = m \ frac {v ^ 2} {r} [/ matemáticas]

donde [matemática] f [/ matemática] es la fuerza que sientes, [matemática] m [/ matemática] es tu masa, [matemática] v [/ matemática] es tu velocidad, y [matemática] r [/ matemática] es la radio de la tierra. Usando los números, esto llega a 0.003 del peso debido a la gravedad. Es un pequeño efecto.

Si viajas hacia el este, la dirección en la que la Tierra ya se está moviendo, esta fuerza que te arrojará se hará más fuerte, por lo que el helicóptero se sentirá un poco más ligero. Ya descubrimos que un automóvil maneja algo así como 1/15 de la velocidad de rotación de la Tierra (lo que significa que tomaría alrededor de dos semanas conducir alrededor del mundo, y experimentarías un día adicional mientras lo haces). Entonces, la ligereza adicional que sientes va a ser aproximadamente un orden de magnitud más pequeño que el ya pequeño efecto de 0.3%.

Aunque introduje este efecto discutiendo la fuerza centrífuga, depende de la velocidad y es en realidad otra manifestación de la fuerza de Coriolis. Ambas fuerzas que describí, una para el movimiento norte / sur y otra para el movimiento este / oeste están encapsuladas en la ecuación única

[math] \ mathbf {F} = -2m \ mathbf {\ omega} \ times \ mathbf {v} [/ math]

[1] http://en.wikipedia.org/wiki/Pri…

Suponiendo que su automóvil es excepcionalmente grande (gran volumen), el heli volará como lo haría en cualquier otro lugar. Es una cuestión de marco de referencia, el movimiento le parecerá habitual. Sin embargo, puede parecer diferente a alguien en el suelo, dependiendo de qué tan rápido se esté moviendo / acelerando su automóvil.