¿En qué superficie la gravedad ya no puede dar pasos completos los astronautas?

Sabemos que en la Luna en ~1/6 g los astronautas del Apolo no podían dar pasos completos porque saltaban con cada paso. ¿Con qué gravedad superficial podrías caminar más en la Tierra y con qué gravedad preferirías saltar en la Luna? ¿Caminar sobre Mercurio (0,377 g) y Marte (0,38 g) sería más parecido a caminar sobre la Tierra, la Luna o algo intermedio?

Fue la inflexibilidad del traje presurizado lo que hizo que los astronautas saltaran en lugar de caminar. Podían dar pasos completos en la Luna, pero saltar era más fácil.
¿Estas realmente seguro? En vuelos parabólicos en gravedad lunar, los turistas saltan de forma similar a los astronautas del Apolo. Aunque saltan, no sé de un video de tal vuelo donde puedan caminar.
Creo que esta es una pregunta de biomecánica muy interesante... Muy aproximadamente, un paso implica proporcionar una sola fuerza con un componente vertical que contrarresta el peso y un componente horizontal para avanzar. Sin embargo, la fuerza horizontal debe oponerse a una fuerza de fricción, que a su vez depende del peso. Sospecho que puede haber algún límite inferior donde el peso ya no puede permitir un paso 'reconocible'. También sospecho que ha habido algunos buenos estudios y simulaciones de esto en el pasado como referencia.
¿Qué pasa con los enlaces a videos de turistas que saltan durante vuelos parabólicos en la gravedad lunar? Los turistas pueden saltar solo para imitar a los astronautas en la luna.
@Jack tiene razón, se trata de fricción. Siempre que haya fricción y gravedad, es posible caminar sin saltar y solo depende de la forma de andar, que depende del comentario de Uwe sobre la flexibilidad del traje espacial. Piense en un gato sin traje espacial, acercándose sigilosamente a su presa. El componente vertical que contrarresta el peso es nulo. Solo hay un desplazamiento horizontal del centro de gravedad en relación con los pies.
Mira el video , los astronautas hicieron pasos pero también combinaron el paso con el salto.

Respuestas (1)

Respuesta corta:
Haría la transición a correr a una velocidad cómoda para caminar en la Tierra, y el movimiento requeriría aproximadamente la mitad de la energía que consume en la Tierra ( Fuente 1 ). Esto no tiene en cuenta el efecto de usar un traje gigante y restrictivo.

Explicación:
Imagina caminar como si estuvieras cambiando entre puntos de apoyo (piernas), y usándolos como una especie de péndulo invertido. Pon una pierna delante de ti, se cae, luego toca el suelo y te empuja hacia arriba. Una vez que estás directamente sobre esa pierna, comienzas a caer de nuevo, pero antes de plantarte de cara, sacas la otra pierna y el ciclo se repite. Mientras camina, su centro de masa se mueve en una especie de movimiento de rebote. Imagen de la Fuente 1.Imagen de "Locomoción humana en hipogravedad: de la investigación básica a las aplicaciones clínicas; Lacquaniti et.al; Frontiers in Physiology 2017; PMCID: PMC5682019

De esta idea podemos derivar el Número de Froude Caminante ( enlace de Wikipedia ), que es la fuerza centrípeta necesaria para mantener el "péndulo" en el suelo dividida por la fuerza disponible del peso de la persona: ((m*v^2)/l)/(mg)donde mestá la masa, ves el velocidad de avance, y les la longitud de la pierna. Esta ecuación se simplifica a: v^2/(gl). Un valor de este número superior a 1,0 significa que el centro de masa (la persona) comenzará a flotar hacia el espacio a medida que el pie se levanta del suelo.

Ahora, resulta que ciertos valores del número de Froude indican transiciones de movimiento (de caminar a correr, de correr a correr, etc.) y el límite superior de caminar corresponde a un número de Froude de aproximadamente 0,5 (Fuente 2 ) . Esto significa que podemos calcular la velocidad a la que es preferible caminar frente a correr, en función de la gravedad local. Al elegir una longitud de pierna de 1,0 m, la velocidad de la transición al caminar en la tierra debería ser de aproximadamente 1,9 m/s, mientras que a 0,38 g sería de aproximadamente 1,0 m/s. A medida que tuviera cada vez menos gravedad, la velocidad a la que haría la transición a correr/"saltar" sería cada vez más lenta.

Este no es un modelo perfecto, y resulta que a niveles de gravedad más bajos, efectos como balancear los brazos pueden generar más "fuerza aerodinámica" disponible para mantener los pies plantados de lo que indicaría el número de Froude, por lo que la transición a 0,38 g sería en realidad tendrá lugar a alrededor de 1,25 m/s ( Fuente 2 ), y en niveles de gravedad muy bajos, la transición en realidad tendrá lugar en un número de Froude superior a 1,0. La fuente 2 profundiza más en el análisis si está interesado.

Fuente 1. Locomoción humana en hipogravedad: de la investigación básica a las aplicaciones clínicas; Lacquaniti et al.; Fronteras en Fisiología 2017; IDPM: PMC5682019"

Fuente 2. Efecto de la Gravedad Reducida en la Velocidad Preferida de Transición Caminar-Correr; Kram y col.; Revista de Biología Experimental, 1997; JEB0645

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