Luego de mucho luchar pudimos encontrar la contestación de este contratiempo que muchos lectores de este espacio han presentado. Si tienes algo que aportar no dudes en dejar tu comentario.
Solución:
La declaración:
El tirón gravitacional es contrarrestado por la fuerza centrípeta
es basura
El satélite sufre una aceleración centrípeta porque la fuerza de gravedad actúa sobre él. Algunas personas llaman fuerza centrípeta a la fuerza que causa una aceleración centrípeta. Entonces, en tal caso, la fuerza gravitacional y la fuerza centrípeta son una y la misma cosa. Esta es su declaración 1.
La razón para pensar que eres ingrávido cuando estás en un satélite en órbita es que el satélite y tu propio bien estarían acelerando hacia la Tierra exactamente a la misma velocidad. Entonces no hay una reacción normal entre usted y el satélite.
Debe tener una fuerza actuando sobre usted porque de lo contrario no aceleraría y, por lo tanto, no estaría en órbita.
Creo que la declaración en su libro es false. La razón por la que uno siente la ingravidez en un satélite que orbita alrededor de la tierra se puede entender de dos maneras:
- En un marco inercial unido a algunas estrellas distantes.
- En el marco no inercial del satélite. (Estrictamente hablando, toda la explicación que estoy dando es pre-relativista).
Mirando desde el marco de estrellas distantes, cuando uno está en un satélite, la fuerza gravitacional sobre la persona es exactamente igual a la aceleración por la masa de la persona. Entonces, la fuerza de reacción normal del exterior o de una parte del cuerpo a la otra parte del cuerpo es cero. Es por eso que debes sentirte ingrávido al ser analizado desde un marco distante.
En su marco de satélite, siente una pseudo fuerza ya que es un marco no inercial. Esta pseudo fuerza es igual a su aceleración en un marco de inercia multiplicada por su masa, que será exactamente igual a la fuerza de gravedad sobre usted como se indicó anteriormente. En su marco, usted está en equilibrio y las dos fuerzas: la pseudo y la gravitación se equilibran entre sí y cualquier fuerza de reacción normal desde el exterior o desde una parte de su cuerpo a la otra parte de su cuerpo no entra en escena. Por eso te sientes ingrávido.
Editar
Eche un vistazo al comentario de John Dvorak. La declaración en el libro de texto tiene sentido si leemos “centrífuga” en lugar de “centrípeta”. Entonces se convierte simplemente en la explicación de la ingravidez en el marco no inercial del satélite.
Supongamos por ahora que el elemento está en una órbita circular (solo para simplificar las cosas)
El tirón gravitacional es contrarrestado por la fuerza centrípeta
Esto me suena como un caso de la brigada anti-centrífuga “corrigiendo” una declaración reemplazando la palabra “centrífuga” con la palabra “centrípeta” y, al hacerlo, convirtiendo la declaración en una tontería.
Podemos ver el problema de la órbita desde dos marcos de referencia.
Primero veamos las cosas desde un marco de referencia giratorio que gira con la órbita del satélite. Dado que este es un marco de referencia giratorio, tenemos una fuerza centrífuga y podemos hacer la declaración,
- La atracción gravitatoria se contrarresta con la Centrífugo Fuerza.
Ahora veamos las cosas desde un marco no giratorio.
- Para que algo se mueva en un círculo, se necesita una fuerza centrípeta. En el caso de una órbita que, la fuerza centrípeta es proporcionada por la gravedad.
Es importante darse cuenta de que estas son solo dos formas de describir la misma situación desde diferentes marcos de referencia.
Sin embargo, esto tiene poco que ver con la “ingravidez”. Él key entender la ingravidez es que no sentimos la gravedad o la aceleración (y la fuerza centrífuga es solo otra forma de ver la aceleración) directamente. Cuando hablamos de sentir nuestro peso, lo que realmente estamos sintiendo no es la gravedad, sino las fuerzas de contacto, las tensiones y las compresiones sobre/dentro de nuestro cuerpo que actúan contra la gravedad. Cuando hablamos de experimentar “fuerzas G”, lo que realmente estamos sintiendo no es la aceleración, sino las fuerzas de contacto, las tensiones y las compresiones en nuestro cuerpo que causan la aceleración.
Si esas fuerzas de contacto (y por lo tanto las tensiones/compresiones resultantes) son insignificantes*, no sentimos la gravedad. Esto se aplica igualmente a estar en órbita, el Cometa Vomit de la NASA o las primeras etapas del paracaidismo (antes de que su cuerpo haya acelerado lo suficiente como para que la resistencia del aire no sea despreciable).
La órbita es interesante principalmente porque puede mantenerse durante períodos de tiempo mucho más largos que los otros escenarios de ingravidez.
*En realidad, no son cero en un satélite porque el campo gravitatorio no es del todo uniforme en todo el satélite y porque los satélites en órbita baja experimentan cierta resistencia del aire.
Si guardas algún reparo y disposición de aclarar nuestro crónica puedes dejar una crónica y con mucho gusto lo observaremos.