Saldrá cara o cruz.
La primera ley de movimiento de Sir Isaac Newton dice:
“Un objeto en reposo permanece en reposo y un objeto en movimiento permanece en movimiento con la misma velocidad y en la misma dirección, a menos que actúe una fuerza desequilibrada”.
Su segunda ley de movimiento dice:
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“La aceleración de un objeto producida por una fuerza neta es directamente proporcional a la magnitud de la fuerza neta, en la misma dirección que la fuerza neta, e inversamente proporcional a la masa del objeto”.
Y su tercera ley de movimiento dice:
“Para cada acción hay una reacción igual y opuesta”.
Hay docenas de preguntas como esta en Quora. Para cada uno de ellos, debemos evaluar la situación utilizando estas tres leyes. ¿Qué ha cambiado cuando lanzamos la moneda al aire? ¿Hay fuerzas que desaparecen o se introducen en el sistema?
Antes de lanzar la moneda, está en nuestra mano. Está viajando hacia adelante a la misma velocidad que nuestra mano. Nuestra mano viaja hacia adelante a la misma velocidad que nuestro cuerpo. Nuestro cuerpo viaja hacia adelante a la misma velocidad que nuestro asiento. El asiento viaja hacia adelante a la misma velocidad que el tren. La moneda, nuestra mano, nuestro cuerpo, nuestro asiento y el tren están siendo arrastrados por la gravedad.
Entonces, ¿qué cambia? Usamos nuestra mano para aplicar una fuerza hacia arriba sobre la moneda. La tercera ley nos dice que para compensar, nuestro trasero presionará nuestro asiento con una fuerza igual y opuesta para contrarrestar la fuerza de la mano. Soltamos la moneda y se mueve hacia arriba a cierta velocidad. Continuará aumentando hasta que la aceleración de la gravedad haya reducido su velocidad ascendente a cero y luego caerá.
¿Habrá algún cambio en el movimiento horizontal de la moneda? La primera ley nos dice que el movimiento horizontal solo cambiará si se introduce una fuerza desequilibrada.
La conclusión errónea común en este punto es que cuando soltamos el tren, la moneda, ahora desconectada del tren, parecerá moverse hacia atrás porque el tren no la empuja hacia adelante. La primera ley nos dice que cambiar las fuerzas puede afectar el movimiento. Pero pensemos en la segunda ley. Las palabras se reducen esencialmente a “F = ma”. El tren solo estaba poniendo una fuerza horizontal sobre la moneda si el tren estaba acelerando. Si el tren no estaba acelerando, entonces no hay fuerza horizontal para eliminar cuando soltamos la moneda.
Esto podría ser más fácil de visualizar imaginándose en el tren. Estas sentado El tren avanza.
P. ¿Cuándo siente una fuerza que lo empuja contra el respaldo de su asiento o lo aleja del respaldo de su asiento?
A. Solo cuando el tren está acelerando (empujando hacia atrás) o desacelerando (jalando hacia adelante). No sientes ninguna fuerza horizontal cuando el tren está a una velocidad constante porque a = 0.
Esta es una característica bastante importante de la física. Si no funcionara así, estaríamos en problemas. Si no funcionaba de esta manera, una persona que dejaba caer un cubo de hielo en su bebida en un avión moriría de inmediato cuando el cubo de hielo dejara de avanzar y su cuerpo se estrellara a 600 mph (~ 1000 kph). O incluso más dramáticamente, deje caer ese cubo de hielo justo en su cocina y lo golpeará a 67,000 mph (30 km / s) porque esa es la velocidad a la que la Tierra se mueve alrededor del Sol.
Los objetos viajan uno con respecto al otro a velocidades relativas. Esas velocidades relativas solo cambian cuando las fuerzas involucradas cambian.