Varför faller en person från baksidan av stationär häst om den plötsligt dartar?

När en stationär häst dartar framåt plötsligt, accelererar inte ryttaren omedelbart med den, främst på grund av trögheten (Newtons första lag). Således går ryttaren över hästens huvud - de faller från hästens baksida.

För att utforska fysiken bakom den på ett mer kvantitativt sätt, anta att en ryttare sitter på baksidan av en häst och att båda ursprungligen är stationära. Friktionskoefficienten mellan hästens rygg och ryttarens byxor är $ \ mu_s $. Plötsligt accelererar hästen framåt med acceleration $ a $.

Newtons andra lag för ryttaren har följande form:

$$ m_r a_r =\ mu_s n_n, $$

där \ (a_r \) och \ (m_r \) är ryttarens acceleration respektive massa, och \ (n_n \) är den normala kraften som utövas av hästens rygg.

Just nu efter att hästen börjar accelerera, \ (a_r =0 \), så vi får:

$$ 0 =\ mu_s n_n. $$

Detta innebär att friktionskraften mellan ryttaren och hästen initialt är noll, och ryttaren förblir stillastående (Newtons första lag). Den relativa hastigheten mellan ryttaren och hästen börjar öka (eftersom hästen accelererar framåt, medan ryttaren ligger bakom). Först efter en tid har friktionen bromsar ryttaren och påskyndar honom i riktning mot hästens rörelse.

Avseende Hästar