95 ¿Por qué no venden fruta en los ascensores?

Para realizar nuestro experimento necesitamos un ascensor, una báscula y algo de fruta.

En primer lugar, con el ascensor parado, ponemos la fruta sobre la báscula y vemos el peso (en realidad la masa) que indica el aparato. Luego pulsamos el botón para subir y vemos que el peso varía:


1 Al principio aumenta.
2 Luego regresa al valor original.
3 Antes de detenerse disminuye.
4 Y finalmente regresa al valor original.

Explicación
La fruta que colocamos sobre la báscula experimenta dos fuerzas: el peso (P) dirigido hacia abajo y la fuerza normal (N) ejercida por la báscula hacia arriba.



Por la tercera Ley de Newton de Acción y Reacción la báscula experimenta la misma fuerza Normal dirigida hacia abajo.
La báscula no mide el peso de la fruta, mide la fuerza Normal (N) ejercida entre la báscula y la fruta.
Si el ascensor y la báscula están en reposo, las fuerzas sobre la fruta son iguales (P = N) y la báscula, que mide la fuerza Normal, mide el peso correcto de la fruta.

Para subir el ascensor experimenta una aceleración hacia arriba. En este caso las fuerzas sobre la fruta no son iguales ya que se necesita una fuerza hacia arriba.

Por la segunda Ley de Newton: N – P = m.a (“m” es la masa de la fruta y “a” la aceleración)
Despejando la fuerza normal de la ecuación anterior queda: N = P + m.a
En este caso, la fuerza Normal que mide la báscula es mayor que el peso de la fruta.

Para frenar el ascensor experimenta una aceleración de frenada dirigida hacia abajo. En este caso se necesita una fuerza de frenada dirigida hacia abajo.


Por la segunda Ley de Newton: P – N = m.a
Despejando la fuerza normal de la ecuación anterior: N = P – m.a
En este caso, la fuerza Normal medida por la báscula es menor que el peso de la fruta.