A quanto pare si può combattere un leone allo zoo di San Antonio. OK, non è quel tipo di battaglia—è una battaglia di tiro alla fune. C’è una corda spessa che passa attraverso un buco. Su un’estremità, c’è un cucciolo di leone. Dall’altra parte della corda ci potrebbero essere tre wrestler WWE professionisti. Chi vince? Beh, i lottatori non vincono. Ma c’è anche un po ‘ di fisica qui.
Si tratta di attrito
Un tipico tiro alla fune non riguarda davvero la forza-si tratta di attrito. Non importa quanto sei forte se non hai abbastanza attrito per impedirti di scivolare. Lascia che te lo mostri. Ecco un diagramma di forza per due persone in un tiro alla fune.
Ogni estrattore (persona che tira la corda) ha essenzialmente quattro forze che agiscono su di essi. C’è il peso verso il basso che è bilanciato dalla spinta verso l’alto del terreno. Poiché la persona tira la corda, la corda tira la persona nella direzione opposta (questo a causa della natura a due estremità delle forze). Infine, c’è la forza di attrito tra la persona e il terreno. Se nessuno sta “vincendo”, tutte queste forze si sommano a zero e la persona rimane a riposo. Per iniziare a muoversi nella direzione vincente, la forza di attrito deve essere maggiore della forza della corda.
Questa natura di forze” a due estremità ” significa che le forze vengono in coppia e sono un’interazione tra due oggetti. Non importa quanto duramente la persona a sinistra tira sulla corda, questa stessa corda tira su quella persona. Quindi, se si dovesse aumentare il tiro a 1.000 Newton—quella stessa corda tira su entrambe le persone. Quindi la chiave è l’altra forza che agisce nella direzione orizzontale: l’attrito.
La forza di attrito massima dipende da due cose. Dipende dai tipi di superfici che interagiscono (forse è la gomma su una scarpa che interagisce con un pavimento di cemento) dove alcune superfici hanno solo più attrito di altre. Non puoi davvero cambiare questa parte in un tiro alla fune. La forza di attrito dipende anche dalla forza normale. La forza normale è la forza con cui le due superfici vengono spinte insieme. Nel caso di questo semplice tiro alla fune sopra, il terreno si spinge verso l’alto con una forza pari al peso gravitazionale della persona. Ciò significa che le persone più pesanti avranno una maggiore forza di attrito che agisce per aiutare a vincere un tiro alla fune.
Oh, nota che nel tiro alla fune umano contro leone gli umani sono su una superficie diversa rispetto al leone. Chi ha il vantaggio? Probabilmente è il leone dal momento che potrebbe avere un terreno irregolare che le permetterebbe di usare più del semplice vecchio attrito radente.
Quindi, si tratta davvero di massa
Se hai due concorrenti su un terreno uguale con materiali di attrito simili, la massa conta. Se la persona a sinistra ha metà della massa della persona a destra, avrà metà dell’attrito. Ciò significa che è piuttosto difficile battere un estrattore più pesante.
E il leone? Questo sembra un giovane leone-potrebbe avere una massa di circa 120 kg (fino a forse 182 kg). Un tipico lottatore umano massiccio potrebbe avere una massa di circa 90-100 kg. Tre umani avranno probabilmente più massa di un singolo leone femmina. Probabilmente. Gli umani dovrebbero avere un vantaggio nella massa.
Si tratta anche di attrito della corda
Aspetta! Questo non è un normale tiro alla fune. La corda non è dritta. L’hai notato? Questo può fare una grande differenza in quanto può aggiungere un’altra forza di attrito in gioco. Lascia che ti mostri come funziona con un diagramma della corda vista dall’alto dove passa attraverso il vetro.
Quel puntino giallo è solo una parte della corda. Se la corda è a riposo, le forze su questa parte della corda devono sommarsi a zero (che ho disegnato di lato). Ed ecco la chiave: il tiro dagli umani e il tiro dal leone non sono in direzioni opposte. Non c’è modo queste due forze possono aggiungere fino a zero. Il muro deve anche spingere sulla corda (verso l’alto e verso destra come si vede nel diagramma). Questa forza di muro è una forza normale—sì, lo stesso tipo di forza normale che può produrre attrito.
Poiché c’è una forza normale sulla corda, può esserci anche una forza di attrito. Naturalmente questa è una corda che sfrega contro l’acciaio liscio in modo che normalmente non possa essere un’enorme forza di attrito. Tuttavia, con una grande forza normale è anche possibile ottenere una forza di attrito significativa.
Ma in che modo agisce la forza di attrito? Se l’attrito avesse emozioni (che non lo fa—è solo una forza), vorrebbe rimanere calmo. L’attrito agisce in una direzione per evitare che le due superfici scivolino. Se gli umani tirano più forte del leone, il leone otterrà il beneficio dell’attrito in modo che la corda non scivoli verso gli umani. Tuttavia, se il leone tirasse forte la forza di attrito cambierebbe i lati.
Quindi, chi ha il vantaggio con l’attrito? Il vantaggio va al perdente (probabilmente il leone).
Se si desidera una vera e propria partita fiera tra gli esseri umani e un leone, allora si deve una corda dritta. Sarebbe anche meglio mettere alcune scarpe da tennis sul leone e averla sul cemento.
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