Al parecer, puedes luchar contra un león en el Zoológico de San Antonio. OK, no es ese tipo de batalla, es una batalla de tira y afloja. Hay una cuerda gruesa que pasa a través de un agujero. En un extremo, hay un cachorro de león. En el otro extremo de la cuerda podría haber tres luchadores profesionales de la WWE. ¿Quién gana? Bueno, los luchadores no ganan. Pero también hay algo de física aquí.
Todo se trata de fricción
Un tira y afloja típico no se trata realmente de fuerza, se trata de fricción. No importa lo fuerte que seas si no tienes suficiente fricción para evitar deslizarte. Déjame mostrarte. Aquí hay un diagrama de fuerza para dos personas en un tira y afloja.
Cada tirador (persona que tira de la cuerda) tiene esencialmente cuatro fuerzas que actúan sobre ellos. Está el peso hacia abajo que se equilibra con el empuje hacia arriba del suelo. Dado que la persona tira de la cuerda, la cuerda tira de la persona en la dirección opuesta (esto debido a la naturaleza de dos extremos de las fuerzas). Finalmente, está la fuerza de fricción entre la persona y el suelo. Si nadie está «ganando», todas estas fuerzas se suman a cero y la persona permanece en reposo. Para comenzar a moverse en la dirección ganadora, la fuerza de fricción debe ser mayor que la fuerza de la cuerda.
Esta naturaleza de fuerzas» de dos extremos » significa que las fuerzas vienen en pares y son una interacción entre dos objetos. No importa cuán fuerte tire la persona de la izquierda de la cuerda, esta misma cuerda tira de esa persona. Así que si aumentara su tirón a 1.000 Newtons, la misma cuerda tiraría de ambas personas. Así que la clave es la otra fuerza que actúa en la dirección horizontal: la fricción.
La fuerza de fricción máxima depende de dos cosas. Depende de los tipos de superficies que interactúan (tal vez sea la goma de un zapato que interactúa con un piso de concreto) donde algunas superficies simplemente tienen más fricción que otras. No puedes cambiar esta parte en un tira y afloja. La fuerza de fricción también depende de la fuerza normal. La fuerza normal es la fuerza con la que se juntan las dos superficies. En el caso de este simple tira y afloja de arriba, el suelo empuja hacia arriba con una fuerza igual al peso gravitacional de la persona. Esto significa que las personas más pesadas tendrán una mayor fuerza de fricción que actuará para ayudar a ganar un tira y afloja.
Oh, ten en cuenta que en el tira y afloja humano contra león, los humanos están en una superficie diferente a la del león. ¿Quién tiene la ventaja? Probablemente sea el león, ya que podría tener un terreno irregular que le permitiría usar más que una simple fricción de deslizamiento.
Por lo tanto, realmente se trata de masa
Si tienes dos concursantes en el mismo terreno con materiales de fricción similares, la masa importa. Si la persona de la izquierda tiene la mitad de la masa de la persona de la derecha, van a tener la mitad de la fricción. Esto significa que es bastante difícil vencer a un extractor más pesado.
¿y el león? Esto se parece a un león joven, podría tener una masa de aproximadamente 120 kg (hasta tal vez 182 kg). Un luchador humano masivo típico podría tener una masa de alrededor de 90 a 100 kg. Tres humanos probablemente tendrán más masa que una sola hembra de león. Probablemente. Los humanos deberían tener una ventaja en la masa.
También se trata de fricción de cuerda
¡Espera! Esto no es un tira y afloja normal. La cuerda no está recta. ¿Lo notaste? Esto puede marcar una gran diferencia, ya que puede agregar otra fuerza de fricción en juego. Déjenme mostrarles cómo funciona esto con un diagrama de la cuerda vista desde la parte superior por donde pasa a través del vidrio.
Ese pequeño punto amarillo es sólo parte de la cuerda. Si la cuerda está en reposo, entonces las fuerzas en esta parte de la cuerda deben sumar a cero (que he dibujado hacia un lado). Y aquí está la clave: la atracción de los humanos y la atracción del león no están en direcciones opuestas. No hay manera de que estas dos fuerzas puedan sumar a cero. La pared también tiene que empujar la cuerda (hacia arriba y hacia la derecha, como se ve en el diagrama). Esta fuerza de pared es una fuerza normal, sí, el mismo tipo de fuerza normal que puede producir fricción.
Dado que hay una fuerza normal en la cuerda, también puede haber una fuerza de fricción. Por supuesto, esto es un roce de cuerda contra acero liso para que normalmente no sea una gran fuerza de fricción. Sin embargo, con una fuerza normal grande, también puede obtener una fuerza de fricción significativa.
¿Pero de qué manera actúa la fuerza de fricción? Si la fricción tuviera emociones (que no las tiene, es solo una fuerza), querría mantener la calma. La fricción actúa en una dirección para evitar que las dos superficies se deslicen. Si los humanos tiran más fuerte que el león, el león obtendrá el beneficio de la fricción para que la cuerda no se deslice hacia los humanos. Sin embargo, si el león tiraba fuerte, la fuerza de fricción cambiaría de lado.
Entonces, ¿quién tiene la ventaja con la fricción? La ventaja va para el perdedor (probablemente el león).
Si quieres una verdadera pareja justa entre humanos y leones, entonces tienes que usar una cuerda recta. También sería mejor poner unas zapatillas de tenis en el león y tenerla en cemento.
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