¿Funcionan estos inventos? Si no, ¿puedes explicar la razón?

Estos inventos fracasan por la misma razón por la que el barón Munchhausen no pudo evitar ahogarse tirando de su propio cabello.

La razón fundamental sería la tercera ley del movimiento de Newton. En el primer ejemplo en la imagen, el imán tira del vehículo hacia adelante, pero el vehículo tira del imán hacia atrás, y dado que el imán en sí mismo se fija al vehículo, la fuerza neta sobre el vehículo es cero. En el segundo ejemplo, el ventilador está empujando el aire hacia adelante, lo que a su vez empuja el barco hacia adelante, pero el ventilador mismo es empujado hacia atrás, por lo que una vez más, la fuerza neta en el bote es cero. (Es decir, a menos que parte del aire pierda la vela. En ese caso, el bote comienza a moverse hacia atrás). Y el Barón Munchhausen se está empujando hacia arriba, pero al mismo tiempo, su mano se tira hacia abajo, y desde su mano se fija a su cuerpo, la fuerza neta sobre su cuerpo es nuevamente cero.

Entonces, al final, el vehículo se queda quieto, el bote no navega a ninguna parte y el Barón Munchhausen se ahoga.

(copia de la imagen vinculada en los detalles de la pregunta).

Caso A:

El brazo magnético será atraído hacia el vehículo, pero dado que el brazo también está unido al vehículo, no lo moverá. Lo único que podría suceder (dado un imán lo suficientemente fuerte) es la ruptura del brazo y el imán chocando contra el metal, posiblemente destruyendo el vehículo y matando al conductor.

Sin embargo, si el brazo estaba unido a otro vehículo que se movía, la atracción tendría el potencial de mover el primer vehículo.

Caso B:

Esto tampoco funcionaría. Cuando navegas, generalmente no quieres el viento directamente detrás de ti. En cambio, quieres que el viento entre desde un ángulo para avanzar. Sin embargo, esta no es la única razón por la que no funcionaría. La otra razón es cuando allí, correctamente, hay una fuerza que empuja el bote hacia adelante, hay otra fuerza igual, opuesta y que lo empuja hacia atrás.

Puede depender de cómo pretendemos que funcione.

El primer caso (camión e imán) podría analizarse de dos maneras:

La intención podría ser atraer el camión hacia el imán y moverse hacia la derecha.

o

La intención podría ser atraer el imán hacia el camión y, al hacerlo, empujar el brazo de soporte (y el camión conectado a él) hacia la izquierda

No sabemos cuánta fuerza de atracción habría entre el imán y el camión, pero tenga en cuenta que la fuerza sería la misma independientemente de nuestra intención .

Dado que la misma fuerza empuja simultáneamente hacia la derecha y hacia la izquierda, el sistema en su conjunto no se empujará de ninguna manera.

En el segundo caso (barco y ventilador) podemos ver esto de dos maneras:

Este podría ser un velero que atrapa una brisa creada por un fanático y se mueve hacia la derecha.

o

Esto podría ser un bote con una hélice de avión tratando de mover el bote hacia la izquierda.

Pero el mundo real no cambiará la forma en que actúa solo porque entendemos mal la intención.

Tendríamos que construir este extraño bote y ver qué pasa. Sospecho (en ausencia de una brisa natural) que la vela no podría atrapar toda la brisa creada por el ventilador / hélice, por lo que el barco tendería a moverse hacia la izquierda, momento en el que la vela comenzaría a actuar como un paracaídas y ralentiza el bote.

Es importante entender cómo pensar sobre estas cosas, a menudo llamadas pensamiento crítico , porque ahora miramos algo completamente diferente y aún podemos descubrir por qué.

La Tercera Ley de Newton es un atajo útil, pero no nos prepara completamente para esto:

El motor espacial aparentemente imposible de la NASA parece más posible después de su última prueba

No. No van a funcionar * más o menos *

Caso ‘A’: la razón radica en Newton. Para una discusión en profundidad sobre esto, consulte esta pregunta de Física? ¿Por qué no funciona esto? Como señaló una persona, el caso ‘A’ es como pararse sobre sus propias manos y tratar de tirar de todo su cuerpo hacia arriba.

Caso ‘B’: vea cómo los cazafantasmas lo hacen:

Funciona, pero solo un poco, más o menos. No es eficiente en absoluto.

La razón para el caso ‘B’ tiene más que ver con la fuerza de vectorización que supera el “un objeto en reposo permanecerá en reposo” de la física newtoniana.

Leer másL ELI5: Si coloco un ventilador gigante en mi velero, ¿podría navegar como si hubiera viento, incluso en ausencia de viento? • / r / explicar como imitar

No, ellos no pueden.

Según la tercera ley de newton, cada acción tiene una reacción igual y opuesta.
También de acuerdo con su primera ley, un cuerpo en reposo continuará en reposo y un cuerpo en movimiento continuará en movimiento a menos que se aplique una fuerza externa sobre él.

En el caso A, el imán y el metal se integran juntos en una sola unidad (chasis del automóvil). Entonces, la fuerza de atracción se anula en algún lugar a lo largo del centro de la armadura que conecta ambas entidades. Si el imán se hubiera adherido a algún otro cuerpo en movimiento, el automóvil habría ganado algo de movimiento debido a las fuerzas de atracción, siempre que no se haya amortiguado críticamente por la resistencia a la rodadura y la gravedad.

En el caso B, Fan está soplando aire a la vela. Nuevamente, ambas entidades están conectadas al mismo cuerpo. Lógicamente, es el aire natural el que mueve un barco a través de la vela. Aquí, en este caso, una fuerza de ventilador que alimenta aire a una vela también experimenta una fuerza hacia atrás. El sentido común será soltar la vela y girar el ventilador 180 grados en el sentido de las agujas del reloj. Eso puede hacer que el bote se mueva más rápido.

Comentarios, si crees que estoy equivocado en alguna parte.

No sé si recuerdas / conoces las leyes de Newton y esas cosas. Así que intentaré explicarlos primero en términos más simples.

Ok, en términos simples, si quieres moverte de un lugar a otro tienes que tirar o empujar algo que no está unido a ti (esto se interpreta a partir de la segunda ley de Newton)

Esto se debe a que si empujas / jalas algo, también intentará hacerte lo mismo con la misma cantidad (esta es la tercera ley de Newton)

Entonces, en caso de imán, el autobús es atraído por el imán, pero el imán también es atraído por el autobús. Cuando el imán está unido al bus, ambos tirones se cancelan entre sí.

En caso de barco, la vela es empujada por el viento. Pero el viento también es empujado hacia atrás por la vela. El viento empuja el ventilador hacia atrás y el ventilador hace lo mismo.

Espero que esto ayude.

Caso A: El tren permanecerá estacionario ya que el tren y el imán se tirarán entre sí con fuerzas iguales y opuestas. Afirmar que el tren se movería equivale a creer que el von Münchausen podría salir del pantano por su propio cabello:

Caso B: el bote se moverá aquí, aunque se moverá a la izquierda. El ventilador impulsa el aire hacia la derecha, y la fuerza igual y opuesta acelera el bote hacia la izquierda. Así es como funcionan los fanboats.

Sin embargo, la vela la ralentizará bastante, pero presumiblemente, parte del aire perderá la vela, por lo que habrá una aceleración neta del barco hacia la izquierda.

Por supuesto que no. Respuesta simple: la tercera ley de Newton

‘¡Cada acción tiene una reacción igual y opuesta!’

Respondiendo cada caso brevemente: –

1. Espera que funcione porque el camión está siendo empujado hacia adelante por la atracción del imán, pero el imán está siendo empujado hacia atrás por la misma fuerza y ​​se cancela. Sin movimiento !
2. Caso similar La vela tiene una fuerza neta hacia adelante, pero el soporte del ventilador tiene una fuerza hacia atrás, por lo que no se produce movimiento .

EDITAR : Sin embargo, habrá torque y, por lo tanto, el bote podría girar (se forman un par), de manera impredecible a veces. Si no sabe qué es un par de par, ¡vea esto!

¡Y esto!

No funcionarían en absoluto, debido a la tercera ley de Newton: para cada acción hay una reacción igual y opuesta. El imán tira del auto, claro, pero el imán también se tira. El ventilador empuja la vela hacia adelante, pero también empuja el bote hacia atrás. Las fuerzas están equilibradas para que estos dos vehículos no se muevan.

En teoría, ambos casos no deberían funcionar. ¿Por qué? Porque la tercera ley de Newton establece

Para cada acción, hay una reacción igual y opuesta.

Sí, el ventilador está empujando la vela y sí, el imán está atrayendo el autobús, el automóvil o lo que sea, pero también hay una fuerza en la dirección opuesta que actúa sobre el ventilador y el brazo que sostiene el imán. De hecho, la fuerza que actúa en la dirección opuesta es exactamente igual a la fuerza que empuja o empuja la vela y el automóvil. Entonces los objetos no se acelerarán.

Ahora, esto es teoría. Soy consciente de que se ha demostrado que el segundo funciona en un episodio de Mythbusters. Funciona porque la vela no captura todo el viento enviado por el ventilador.

No ellos no. La razón es la tercera ley de Newton: para cada acción hay una reacción igual y opuesta; y conservación del impulso. Básicamente, mientras el imán tira de la parte delantera del automóvil hacia adelante, la parte delantera del automóvil en realidad tira del imán hacia atrás, lo que a su vez tira del brazo hacia atrás, lo que equilibra las fuerzas y hace que el automóvil permanezca inmóvil. Lo mismo con el ventilador, empuja la vela hacia adelante, pero al mismo tiempo se empuja hacia atrás (similar a la forma en que un helicóptero se empuja hacia arriba) para que el bote permanezca estacionario.

Esto también significa que no puede volar tirando de la parte inferior de su silla.

Ya explicado por muchas personas la razón por la que no dejará que funcione de la manera prevista.
El caso no 2 puede funcionar pero no de la manera deseada . Hay dos fuerzas actuando, una en el ventilador y otra en la vela. Si colocamos un ventilador de mesa en una superficie de fricción cero y lo arrancamos, comenzará a deslizarse en la dirección hacia atrás debido al empuje axial que actúa sobre las aspas. Entonces, el ventilador montado en el bote lo empuja hacia la izquierda. Ahora la segunda fuerza está actuando sobre la vela debido a la diferente presión en sus costados. Debido a eso tiene tendencia a moverse hacia la derecha. Ambas fuerzas son opuestas y los cálculos complicados decidirán si el barco realmente se mueve.
Alguien sugirió girar el ventilador 180 grados, pero eso tampoco funcionará. Nuevamente habrá dos fuerzas opuestas entre sí. Lo mejor de esta configuración será quitar el paracaídas para que solo exista una fuerza y ​​empujar el bote a moverse.
Por favor corrígeme si estoy equivocado.

No, no funcionan. Al menos no en el sentido previsto.

Comencemos con el caso B. El ventilador produce viento que ejerce una fuerza sobre el viento que lo impulsa hacia adelante (hacia la derecha). Pero al mismo tiempo, el propio ventilador está experimentando una fuerza que lo empuja hacia atrás.

Si la vela atrapa todo el viento que produce el ventilador, las fuerzas se cancelarán mutuamente y no pasa nada. Si quita la vela, el bote se moverá (hacia atrás). Tales botes existen en realidad, pero los constructores han tenido la presencia mental para revertir la dirección de soplado del ventilador.

Caso A: no pasa nada. El imán está experimentando una fuerza que lo atrae hacia el camión, el camión está experimentando una fuerza que lo atrae hacia el imán. Teóricamente, si haces que la fuerza magnética sea lo suficientemente fuerte, el brazo del imán se romperá.

No funcionará. porque cuando el imán tira de la camioneta en la dirección correcta, la camioneta también tirará del imán con la misma fuerza pero en la dirección opuesta. Por lo tanto, según la tercera ley de Newton, si dos fuerzas de igual magnitud actúan en dirección opuesta. Se cancelan mutuamente. Por lo tanto, si experimentas que no se moverá.

La respuesta, mi querido amigo, sería la física. El tren magneto o como prefiera llamarlo no se moverá porque el sistema está en equilibrio. El imán tira del tren hacia adelante, pero el tren tira del imán hacia atrás con la misma fuerza. Neutralizando así cualquier energía neta positiva. Lo mismo ocurre con el velero. La hélice sopla viento hacia adelante empujando el bote hacia atrás. Mientras el viento del motor golpea la vela empujando el bote hacia adelante con la misma cantidad de energía, nuevamente neutraliza el sistema sin energía neta positiva.

De ninguna manera soy un experto, pero estoy seguro de que la idea A. no funcionaría. La atracción entre el imán y el tren simplemente los acercaría a los dos. El imán del brazo y el imán del tren tendrían una fuerza atractiva entre sí: el imán del brazo comenzaría a doblarse hacia el tren.

Sin embargo , si el imán estaba en un objeto separado (no conectado al tren) que se alejaba del tren, como un vagón de tren frente al tren original, esto probablemente lo llevaría al alcance de la potencia de los imanes.

Al menos puedo asegurarles que en el primer ejemplo con un tren y un imán en frente no funcionará. El imán querrá atraer al metal y tirará del brazo y el imán hacia la placa de metal o el imán se liberará y se dirigirá hacia la placa de metal. Otra posibilidad es que no suceda nada si el imán no es lo suficientemente fuerte como para desprenderse de lo que lo sostiene.

En cuanto al segundo ejemplo, no es práctico debido a la cantidad de viento generado por el ventilador que necesitaría para empujar todo el bote, sería más sencillo obtener una hélice eléctrica y usarla para propulsar el bote.

Perdón por mi conocimiento limitado sobre el tema, ninguna de estas ideas es práctica o funcionaría bien.

No, estos inventos no funcionarán. Estos son ejemplos clásicos que pueden confundir a las personas con la falsa noción de que la salida se puede obtener sin ninguna entrada.
En el caso A:
La fuerza con la cual el imán atraerá al vehículo, una fuerza igual y opuesta actuará sobre la bisagra en la parte superior con la cual está conectado el imán. Entonces, si lo tomamos como un sistema único, la fuerza neta en el sistema será cero. Por lo tanto, el sistema anterior será tan estable cuando se retire el imán como en la configuración actual.
En el caso B:
Del mismo modo, tomando toda la configuración como un sistema único, la fuerza neta será cero.

Es el principio básico de newton, la fuerza EXTERNA NETA provoca un cambio en la aceleración. Estas fuerzas son fuerzas internas (magnéticas, fuerza electrostática o la fuerza debida al ventilador) dentro del cuerpo y, por lo tanto, no producen cambios en la aceleración.