Gravedad y momento angular

Cuando una masa se mueve hacia una masa más grande a una velocidad constante, se atraerán entre sí de manera que la masa más pequeña girará alrededor de la masa más grande con la misma velocidad que antes.

Sin embargo, si el caso anterior es cierto, el momento angular total del sistema aumentará de cero a distinto de cero. Esto es claramente una violación de la conservación del momento angular.

Editar: cuando hablo de esto, no me refiero a que dos masas se están moviendo una hacia la otra. Quiero decir, por ejemplo, hay un planeta estacionario y una masa como un asteroide se mueve horizontalmente sobre el planeta a una velocidad constante. El asteroide se mueve más allá del planeta sin tocarlo. Este asteroide luego será atraído por la atracción gravitacional del planeta, lo que hará que cambie de dirección y comience a girar alrededor del planeta. Esto es solo hipotético y no veo cómo esto es imposible.

Sin embargo, el caso anterior no es cierto. :-)
Usted dice: "Si el caso anterior es verdadero..." ¿Cómo sabe que su primera declaración es verdadera?
+1 para cancelar los votos negativos. Es cierto que la pregunta se basa en una premisa falsa, pero para un principiante no es obvio que la premisa sea falsa o por qué debería serlo. Una buena respuesta pedagógica sería algo valioso para el sitio. La pregunta es en realidad bastante perspicaz, ya que el autor de la pregunta ha notado un conflicto entre su intuición y la ley física.

Respuestas (1)

Para empezar, es importante aclarar el escenario. Cuando dos masas se atraen entre sí, independientemente de sus magnitudes, el vector de fuerza gravitatoria (y, por lo tanto, la aceleración) que actúa sobre cada una está en la dirección de la otra. Si dos masas estuvieran inmóviles en el vacío, acelerarían una hacia la otra en línea recta hasta el momento en que chocaran.

Para que las masas caigan en una órbita, deben tener algún componente de velocidad que sea perpendicular a su vector de aceleración gravitacional. La velocidad total de cada masa en cualquier momento es la suma de su velocidad en la dirección de su aceleración (es decir, en la dirección de la otra masa) y su componente perpendicular. Es la componente perpendicular de sus velocidades la que le da al sistema su momento angular. Las masas giran alrededor de algún punto entre sus dos centros.

Por lo tanto, en el escenario que describe, el sistema comienza y termina con el mismo momento angular distinto de cero.