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¿Por qué no se caen los coches?

Ana Belén me plantea esa cuestión después de ver este video en youtube:



Bueno, pues aunque nos podamos hacer muchas preguntas acerca de lo que pasa en este espectáculo, me centraré en el momento en que los coches están dando vueltas y nos preguntamos ¿cómo es posible?

Allá vamos.

Primero, el coche aunque parezca que se mueve a velocidad constante mientras da vueltas, no es así. La velocidad no es sólo un número sino un vector (con su valor, su dirección y sentido), así que el vector que está pegado al coche puede tener el mismo valor (celeridad y que vulgarmente llamamos velocidad) pero no su dirección. Hay por tanto cambio de velocidad y a ese cambio se le llama aceleración. En movimientos circulares esa aceleración de un cuerpo equivale a una fuerza (ojo, digo equivale y no digo "es una fuerza"). Esa fuerza es la que tira del coche hacia dentro de la circunferencia que recorre y no deja que marche disparado. Alguno estará pensando....pero lo que no deja que se marche el coche recto no es ninguna fuerza centrípeta-extraña-que-no-veo; sino la pared ¿no estáis pensando eso?

Pues pensáis bien. Vamos a verlo gráficamente. Dibujamos el diargade de sólido libre que nos permite ver las fuerzas que actúan sobre el coche (representado con un rectangulo)


















Sobre el coche actúan dos fuerzas: el peso y la normal por estar apoyada en la pared y en equilibrio dinámico ocurre que la componente horizonta de la normal es la que origina la fuerza centrípeta y equivale a la masa por la aceleración radial que es velocidad al cuadrado entre el radio de giro:


















con este desarrollo observamos que ¡no influye la masa del coche! es decir que u ncoche más pesado no necesita más velocidad para girar con esa inclinación (otra cosa es cómo llegar a ese estado de giro), también que si reducimos la velocidad ocurre una desigualdad en la ecuación superior, N por el seno de alfa sigue valiendo lo mismo pero v cuadrado se reduce drásticamente lo que origina un par de fuerzas en el coche y lo vuelca hacia adentro.


Gracias Ana por la pregunta, espero que convenza la respuesta....y por cierto, esto no lo vimos el año pasado en el master porque no nos dio tiempo :-(