¿Por qué una persona se cae de la parte posterior del caballo estacionaria si se lanza de repente?

Cuando un caballo estacionario se lanza de repente, el jinete no acelera inmediatamente con él, principalmente debido a la inercia (la primera ley de Newton). Por lo tanto, el piloto pasa sobre la cabeza del caballo:se caen de la parte posterior del caballo.

Para explorar la física detrás de esto de una manera más cuantitativa, suponga que un jinete está sentado en la parte posterior de un caballo, y que ambos son inicialmente estacionarios. El coeficiente de fricción entre la espalda del caballo y los pantalones del jinete es $ \ mu_s $. De repente, el caballo acelera hacia adelante con aceleración $ A $.

La segunda ley de Newton para el piloto tiene la siguiente forma:

$$ m_r a_r =\ mu_s n_n, $$

donde \ (a_r \) y \ (m_r \) son la aceleración y la masa del piloto respectivamente, y \ (n_n \) es la fuerza normal ejercida por la espalda del caballo.

Por el momento justo después de que el caballo comience a acelerar, \ (a_r =0 \), por lo que obtenemos:

$$ 0 =\ mu_s n_n. $$

Esto significa que la fuerza de fricción entre el piloto y el caballo es inicialmente cero, y el jinete sigue siendo estacionaria (la primera ley de Newton). La velocidad relativa entre el jinete y el caballo comienza a aumentar (ya que el caballo está acelerando hacia adelante, mientras el jinete se queda atrás). Solo después de que haya pasado algún tiempo, la fricción ralentizará el jinete y lo acelerará en la dirección del movimiento del caballo.