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Tenemos un avión hermeticamente cerrado PARADO sobre una balanza. La balanza marca un peso de 5 Toneladas.
Supongamos que abrimos una gran puerta del avión por la que introduciremos
un ELEFANTE un tanto especial. Éste elefante, lo que tiene de especial,
es que se mantiene suspendido en el aire (no está en contacto con
ningun punto del avión). Volvemos a cerrar hermeticamente el avión.
¿Ha variado en algo el peso que marca la balanza?
Jordi Aguilar. Barcelona (Cataluña. España).
EL PESO DEL AVION NO VARIA. Expliquémonos... Según
el enunciado, el elefante se mantiene suspendido en el aire, ésto
se puede entender de dos maneras:
A) La masa del elefante es nula. Al no tener masa, no es atraido por el
campo gravitatorio ( |F| = (G * M * 0) / d² = 0 ). Por tanto, si no
aparece ninguna fuerza de atracción sobre el elefante, éste
no ejerce ninguna fuerza (reacción) sobre ningún punto. Por
tanto... Al no ejercer ninguna fuerza más sobre la balanza, ésta
sigue marcando lo mismo.
B) Para entenderlo de ésta manera, tendremos que "pasar"
de la Ley Universal de la Gravitación de Newton (F = GMm/d²),
ya que estamos considerando un sistema INERCIAL en el que hay un elemento
que no es atraido por la masa de la Tierra. Es la única manera posible
de entenderlo pensando en que el elefante con masa diferente de 0 se mantiene
suspendido. En este caso, el campo gravitatorio en el interior del avión,
tendría un valor 0 (produce una aceleración de 0 m/sg²
sobre un cuerpo que se exponga a él). De ésta manera, igual
que antes, tendríamos un caso igual que el caso A. Nadie ejerce
ninguna F sobre el élefante, y por tanto, el elefante no ejerce
ninguna fuerza sobre nadie (Acción-Reacción, 3ª ley
de Newton).
Queda demostrado que el peso de la balanza no varia... ¿no?.
Jordi Aguilar. Barcelona (Cataluña. España)
Comentario:Las dos respuestas que se proponen serían
correctas si las hipótesis a)masa cero o b)Aislamiento del campo
gravitatorio fueran aceptables. Voy a darte mi opinión sobre ellas
en primer lugar:
a) La existencia de partículas de masa nula solo es concebible si
se mueven a la velocidad de la luz. Realmente la implicación de
la Relatividad es que si algo se mueve a la velocidad de la luz su masa
tiene que ser cero, pero el reciproco también se debe cumplir. De
lo contrario tendríamos una particula sin masa, sin momento, sin
energía,...más que una partícula (o un elefante) lo
que tendriamos es un espiritu o un fantasma.
b) El que en el interior del avión existiese un campo gravitatorio
nulo, implicaría la posibilidad del aislamiento de los campos gravitatorio.
Hasta lo que yo se, se puede aislar un campo eléctrico porque existen
cargas positivas y negativas. Las masas gravitatorias son siempre positivas
y sus campos penetran la materia sin resistencia alguna. (incluso la antimateria
tiene también masa positiva).¡¡¡ Que gran descubrimiento
sería el aislamiento o la creación de un campo antigravitatorio
!!!
Mi respuesta es análoga a la que se aplicaría al avión
lleno de moscas volando, de globos llenos de helio, etc. Si el elefante
se mantiene suspendido en el aire será por que su densidad media
es la misma que el aire y está sostenido por el empuje (Arquimedes).
El empuje que actua sobre el elefante equilibra exactamente su peso. La
fuerza de reacción a ese empuje (fuerza que el elefante ejercerá
sobre el aire) es exactamente igual al peso del elefante. La fuerza que
las paredes del avión ejercen sobre el aire será igual (en
conjunto) al peso del aire más el peso del elefante. La fuerza que
el avión ejerce sobre la balanza que lo pesa será igual al
peso del avión, más él aire que contiene, más
el peso del elefante, más.... todo lo que haya en su interior.
Hay que reconocer, no obstante, que mi propuesta de elefante ligero también
es una suposición gratuita, aunque creo que más factible
que las otras dos.
Antonio Gros. Ceuta (España)
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