Hvorfor faller en person fra baksiden av stasjonær hest hvis den plutselig dart?

Når en stasjonær hest plutselig sprer seg fremover, akselererer ikke rytteren umiddelbart med den, hovedsakelig på grunn av tregheten (Newtons første lov). Dermed går rytteren over hestens hode - de faller av baksiden av hesten.

For å utforske fysikken bak den på en mer kvantitativ måte, antar du at en rytter sitter på baksiden av en hest, og at begge i utgangspunktet er stasjonære. Friksjonskoeffisienten mellom hestens rygg og rytterens bukser er $ \ mu_s $. Plutselig akselererer hesten fremover med akselerasjon $ a $.

Newtons andre lov for rytteren har følgende skjema:

$$ m_r a_r =\ mu_s n_n, $$

hvor \ (a_r \) og \ (m_r \) er henholdsvis rytterens akselerasjon og masse, og \ (n_n \) er den normale kraften som utøves av hestens rygg.

For øyeblikket rett etter at hesten begynner å akselerere, \ (a_r =0 \), så vi får:

$$ 0 =\ mu_s n_n. $$

Dette betyr at friksjonskraften mellom rytteren og hesten opprinnelig er null, og rytteren forblir stasjonær (Newtons første lov). Den relative hastigheten mellom rytteren og hesten begynner å øke (siden hesten akselererer fremover, mens rytteren henger etter). Først etter en tid har gått, vil friksjonen bremse rytteren og akselerere ham i retning av hestens bevegelse.