Fuerzas del juego
Aqui tienes una lista de fuezas que puedes aplicar a tus juegos:
| Nombre | Uso | Formula | Descripcion |
| Gravedad | Simula la fuerza de gravedad del mundo real. | (0, -m·g, 0) | La fuerza es proporcional a la masa del objeto. g es una constante que en el mundo real vale 9.8 m/s^2 |
| Aire | Simula la fuerza de resistencia de viento | -k·v | La fuerza es contraria a la velocidad del objeto. k es una constante que depende de la forma del objeto, la densidad del aire, etc... |
| Friccion estatica | Fuerza que se opone al movimento del objeto | -u·F | La fuerza es contraria a la suma de las otras fuerzas aplicadas al objeto. La fuerza solo existe cuando el objeto es movido. u es una constante que depende de la superficie sobre la que se intenta mover el objeto. |
| Friccion cinetica | Fuerza que hace que unu objeto se detenga cuando esta en movimiento | - ( |u·N| · v ) / |v| | La fuerza es contraria a la velocidad del objeto, y tiene una magnitud proporcional a la masa del objeto. u es igual que en la fuerza anterior. En este caso no estamos moviendo al objeto con una fuerza constante, sino que el objeto ha sido desplazado y tiende a pararse. |
Vamos a detallarlas un poco mas, para que sepamos de que va el rollo...
Resistencia del aire
Si añadimos la resistencia de aire a nuestras fisicas aumentaremos el grado de realismo, pero solo cuando tratemos con altas velocidades. Esto es asi porque la magnitud de la resistencia del aire es proporcional a la velocidad del objeto. Si consideramos por ejemplo un esquiador que baja a toda leche por una montaña, al principio acelera muy rapidamente pero despues llega un momento en el que se mantiene a una velocidad maxima constante. Si no hubiese resistencia del viento practicamente seguiria incrementando la velocidad proporcionalmente hasta el infinito (ya que la fuerza de rozamiento es practicamente nula, como en el caso de los patinadores) y menuda torta se iba a meter :)
Entonces, tenemos que la resistencia de viento se incrementa hasta igualar la fuerza de gravedad. En el punto en que las dos fuerzas son iguales, el esquiador alcanza una velocidad constante (primera ley de nuestro querido Newton)
Y te preguntaras que pasa si el esquiador abre los brazos, porque entonces la velocidad disminuye, no? Pues si, esto es debido a que en la formula de la resistencia del aire existe una constante k que depende segun sea la forma del objeto. Cuando el esquiador abre los brazos o el paracaidista abre el paracaidas, esta k se hace muy grande, lo que aumenta la resistencia del aire enormemente.
La ecuacion de la resistencia del aire tambien es valida para objetos que se mueven en fluidos (si sumergimos nuestro objeto en el mar), solo que en estos casos la constante es mas grande, lo que explica la dificultad de moverse dentro del agua.
Friccion Estatica
La fricccion estatica es aquella fuerza que se opone a las fuerzas aplicadas al objeto. Estas fuerzas intentan mover el objeto, y la friccion intenta mantener el objeto inamovible.
En el dibujo se ve como la fuerza de la gravedad es cancelada por la fuerza opuesta aplicada por la superficie (tercera ley de Newton) llamada "fuerza normal N". La fuerza de friccion es simplemente la inversa de F multiplica por la constante de friccion de la superficie, tambien llamada "constante de coeficiente de friccion o de rozamiento", llamalo como quieras.
Esta constante es la que regula "cuanto" se opone la friccion a las fuerzas que intentan mover el objeto. No es lo mismo intentar empujar una pesa de 20 kilos sobre un lago helado, que sobre un suelo de goma, a que no? :)
Un caso algo mas complejo se da cuando tratamos de empujar el objeto sobre una superficie inclinada, como se ve en el dibujo de mas abajo.
La gravedadd se sigue aplicando sobre el objeto, pero esta vez la normal N (fuerza opuesta aplicada por la superficie) no esta alineada con la gravedad, con lo cual N solo contraresta una parte de la gravedad. "Cuanto" la contrarestra depende del angulo de la superficie: Si hacemos el angulo mayor estaremos dejando caer el objeto practicamente en caida libre, debido a que la superficie ejerceria una fuerza N practicamente perpendicular a la gravedad. (el coseno se acercaria a 0)
Por ultimo, al ser la superficie inclinada, y la gravedad no estar totalmente contrarestada, deberemos sumar la gravedad (es decir, la parte no contrarestada de la gravedad) como una fuerza mas que intenta mover al obeto junto con las posibles fuerzas F que se aplicaran.
Friccion Cinetica
Es la fuerza que se aplica a un objeto sobre una superficie QUE SE ESTA MOVIENDO DEBIDO A UNA FUERZA APLICADA ANTERIORMENTE. Esta una fuerza muy importante para los juegos, ya que suele ser habitual tener objetos que se detienen al cabo de un rato de haber sido empujados por ejemplo. (cajas, barcos, ...)
Para que entiendas la diferencia entre esta fuerza y la que explicado antes imaginate un barco, este enciende el motor y al cabo de unos segndos comienza a moverse, mientras esta el motor en marcha existe una fuerza que empuja el barco, estamos ante el ejemplo anterior: friccion estatica. Tan pronto como apague el motor el barco comenzara a disminuir la velocidad hasta detenerse, desde que el motor esta apagado ya no existen fuerzas que intenten mover al barco, esa fuerza "invisible" que hace que el barco se detenga es la fuerza de la friccion cinetica, la que estamos tratando ahora. ok?
Si te fijas en el dibujo del final, el barco se esta moviendo a la dercha con una aceleracion a (inducida por la fuerza del motor que hasta hace un rato estaba encendido). Tambien tiene una velocidad v por lo tanto. La friccion cinetic simplemente es la u·N en una direccion opuesta a la direccion del movimiento.
La fuerza total aplicada al objeto es F= ma - uN
Recuerda que esto solo es valido mientras el objeto se esta moviendo. En el momento que el barco se detenga ya no debe existir esta fuerza y el barco no deberia ir hacia atras.
Como puedes ver, N depende de la masa del objeto (N es igual que el peso m·g pero en direccion opuesta) lo que explica que un barco grande tarde menos en detenerse que una barca pequeña.
Y eso es to, eso es to, eso es to, eso es todo amigos! :)