Desempaquetamos la falacia del cohete de péndulo

El par en este caso depende de tres variables: la magnitud de la fuerza (F), la distancia entre la fuerza y ​​el punto sobre el cual desea calcular el par (a menudo llamado brazo de par, r) y el ángulo entre el fuerza y ​​el brazo de torsión (θ). En el caso anterior, el ángulo entre la fuerza y ​​el brazo de torsión es de 90 grados. Dado que el seno de 90 es 1, esto le da el par máximo para esa fuerza y ​​brazo de par. Si necesita más torsión, podría tirar más fuerte, o podría obtener una llave más larga con un brazo de torsión más grande.

Pero, ¿y si tiraras con una fuerza tal que el ángulo se saliera del eje vertical? Me gusta esto.

Fotografía: Rhett Allain

Si desea apretar el perno, esta es una mala idea. Obtiene menos torque en este ángulo (y sacaría la llave de la tuerca). De hecho, si deja que el ángulo vaya a cero grados, obtiene un par cero. Entonces, si imagina dibujar una línea a través de la fuerza en el punto de aplicación y esa línea pasa por su punto de torsión (en este caso, esa es la tuerca), entonces la torsión es cero. Recuerde, con torque cero no obtendrá ningún cambio en el movimiento de rotación.

Entonces, al montar el motor del cohete en la parte superior del cohete, obtiene un par cero, ya que una línea a través de la fuerza pasa por el centro de masa y el cohete no se balancea hacia una posición vertical. Pero, ¿qué es diferente con un péndulo real? La clave es el punto de rotación. Para el cohete de vuelo libre, puede girar alrededor de su centro de masa. Ni la fuerza gravitacional ni la fuerza de empuje del cohete ejercen un par. Sin embargo, cuando la parte superior del cohete se fija en su lugar (en el primer ejemplo del péndulo), el cohete debe girar alrededor del punto superior. En este caso, la fuerza gravitacional ejerce un par de torsión y esto es lo que hace que se mueva hacia adelante y hacia atrás.

Cohete con propulsor en la parte inferior

Bien, debería poder predecir lo que sucederá si coloco el propulsor del cohete en la parte inferior del vehículo. En este caso, solo voy a rotar el cohete al revés para que la única masa esté ahora en la parte inferior. Esto es lo que parece (y aqui esta el codigo).

Vídeo: Rhett Allain

Ver. Aún funciona. Esto muestra la falacia del cohete del péndulo. Poner el motor cohete en la parte superior del vehículo no hace que vuelva a la posición vertical, por lo que no tiene sentido poner el motor allí. Tiene mucho más sentido tener el cohete en la parte inferior, ya sabes, porque todas esas cosas calientes salen disparadas del propulsor. Si tiene eso en la parte superior, solo dañará su vehículo.

La falacia del cohete de Iron Man

No se trata de cohetes, se trata de Iron Man. En realidad, esta es una respuesta a algunos comentarios de YouTube sobre mi aparición en Técnica crítica de WIRED en la que miro la física de las películas de superhéroes. Para una de las escenas, miré la forma en que Iron Man vuela (en las películas) usando propulsores tanto en sus pies como en sus manos. Sí, en el video dije que “los propulsores en la parte inferior de un cohete son un poco problemáticos”, esa es exactamente la misma falacia del cohete de péndulo que Goddard hizo con sus primeros diseños. ¡Ups! Simplemente se siente como si el cohete montado en la parte inferior sería como sostener un lápiz vertical desde la parte inferior, pero como puede ver, ese no es el caso si el cohete está acelerando.

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