Pregunta nº 71 (2/5/01)
Pesamos
una botella que tiene una mosca en su interior. ¿Hay
alguna diferencia en el peso si la mosca está volando o si está
posada en la parte inferior?
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Las respuestas:
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Thierry Arrondo
Se pueden dar las siguiente situaciones:
- La mosca se encuentra en el fondo de
la botella: en este caso, el peso detectado por la balanza será
igual al de la botella + el de la mosca: Ft = Mb.g +
Mm.g (donde Ft
es la fuerza peso total, Mb es la masa de la botella, Mm es la masa
de la mosca y g es la gravedad).
- La mosca está volando en el interior
de la botella, quieta a una altura determinada: en este caso, la
fuerza que detecta la balanza es la misma que en el caso 1. Esto es
debido a que para que la mosca se "aguante" a una
determinada altura, volando, tiene que agitar sus alas e impulsar
aire hacia el sentido opuesto al de la atracción de la Tierra. Por
el principio de acción y reacción, la mosca ejerce una fuerza a la
masa de aire que se encuentra por debajo de aire y el aire ejerce un
impulso en sentido contrario y de la misma magnitud. El aire
impulsado hacia "abajo" colisiona con la base de la
botella y (si despreciamos el rozamiento) ejerce una fuerza igual a
la del peso de la mosca.
- La mosca vuela hacia arriba con una
aceleración a1: entonces el peso captado por la balanza será
superior al de los casos 1 y 2 ya que la fuerza que ejerce la mosca
sobre el aire será Fm=Mm.a1 donde
a1>g para que la mosca
ascienda.
- La mosca se deja caer desde una
altura determinada: en este caso, la mosca no ejerce fuerza contra
el aire por lo que la balanza sólo detectará el peso de la
botella.
- Finalmente, si la mosca baja en
picado con una determinada aceleración: en este caso, si hay un tapón
en la botella, el peso detectado por la balanza será inferior al de
los casos 1 y 2 ya que la mosca impulsa el aire hacia arriba y este
ejerce una fuerza sobre el tapón que disminuye el peso del sistema.
Esto no ocurriría si la botella no tuviera tapón.
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Julio Pato
Yo creo que no habría diferencia
alguna, ya que por el principio de acción y reacción, cuando la
mosca estuviese en vuelo la fuerza ejercida por sus alas equilibraría
su peso.
Me recuerda a la anécdota del camionero
que transportaba aves en un camión estanco y al llegar a un puente se
detiene, baja del camión y golpea fuertemente el compartimento de
carga. Luego se sube y cruza el puente. Interrogado por su proceder
responde que iba un poco justo de peso y que con esos golpes las
aves vuelan, el camión pesa menos y el cruza el puente mas seguro.
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Héctor Rubio
Mi primera impresión es pensar que no, no existe
diferencia entre ambas situaciones, ya que si la mosca está
posada en el interior de la botella, el suelo tendrá que
soportar directamente el peso de la botella, el aire que contiene y
la mosca. En cambio si vuela, el suelo recibirá el peso de la
botella y una reacción del aire hacia abajo equivalente a su peso,
que es lo que la mosca tiene que vencer para poder volar.
Podemos imaginar también que pasaría si hiciéramos
el vacío en la botella. Aparte de que la mosca moriría,
ésta no podría volar por mucho esfuerzo que realizara, porque no
habría aire con el que "impulsarse" hacia arriba, y por
lo tanto no habría reacción y el conjunto botella-mosca siempre
pesaría lo mismo.
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Han
dado también respuestas correctas : julianr, Miguel
Mauricio, Luis Alfonso, José Manuel Calle, Mc Lighter, Emilio
González |
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