Nuestra fuerza de peso (P = m.g), siempre apuntando hacia abajo, actúa sobre una superficie de contacto para que se aplique sobre nosotros una fuerza normal (FN) siempre perpendicular, generalmente aplicada a nuestros pies, y, en este caso, apuntando a arriba. Normal y peso, porque actúan sobre el mismo cuerpo, no son un par de acción y reacción.
Cuando entramos en un ascensor, según su movimiento podemos sentir distintas sensaciones. Recordando que según la 1ª Ley de Newton, el cuerpo, por inercia, tiende a mantener su estado, ya sea en reposo o en MRU. Y de acuerdo con el principio fundamental de la dinámica, la fuerza neta (FR) se puede calcular mediante FR = m.a, donde m es la masa del cuerpo y a es la aceleración desarrollada por este.
Hay cinco casos posibles:
- Ascensor parado o arriba y abajo a velocidades constantes (MRU):
En estos casos, la fuerza normal aplicada a nuestros pies es igual a la fuerza de nuestro peso, ya que la única aceleración que sentimos es la gravedad. La fuerza resultante entre lo normal y el peso es nula. FR = 0 -> FN = P
-Elevador iniciando su movimiento de ascenso:
Para subir, el ascensor hace una fuerza hacia arriba, teniendo una aceleración positiva mirando hacia arriba. A medida que aumenta la resultante, la fuerza normal es mayor que la fuerza del peso. FN> P -> FR = FN - P
-Elevador terminando su movimiento de ascenso:
Para detenerse, el ascensor desacelera poniendo la resultante boca abajo, provocando que frene. P> FN -> FR = P - FN
-Elevador iniciando el movimiento de descenso:
Dado que desciende a un ritmo acelerado, su resultante mira hacia abajo. P> FN -> FR = P - FN
-Elevador finalizando el movimiento de descenso:
Mientras el elevador desciende, aplique una fuerza hacia arriba para detenerse. FN> P -> FR = FN - P
Como nuestra fuerza P es siempre constante, una escala colocada en el piso del ascensor indicaría el valor de la fuerza FN aplicada en cada caso. Por ejemplo, una persona de masa = 60 kg, en un ascensor que sube y baja con una aceleración de 3 m / s², tiene una fuerza P = 600 N (considerando g = 10 m / s²) y la escala indicará su FN en el rango de 420 N a 780 N. Con esto podemos desmentir la falsa idea de que la balanza mide nuestra fuerza de peso, mide la fuerza normal de reacción al peso, que, como hemos visto, puede variar según la situación.
Una curiosidad es que si el ascensor desciende con una aceleración igual a la gravedad (simplemente cae bajo el gravedad), su fuerza normal es nula (FN = 0), por lo que la persona flotaría dentro del ascensor. Este mismo efecto se utiliza en aviones de caída libre para el entrenamiento de pilotos y astronautas, simulando ingravidez.
Por Luciano Calaça
Licenciada en Física
Equipo de la escuela de Brasil
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mecánica - Física - Escuela Brasil
Fuente: Escuela Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-fisica-no-elevador.htm
