¿Hay arrastre dentro de una nave espacial?

Después de ver a Chris Hadfield hacer un Space Burrito , vi sus pedazos flotando aquí y allá.

Dentro de la ISS, y de cualquier otra nave tripulada, hay oxígeno (y otros gases) que obviamente los mantienen con vida. En la Tierra, cuando alguien lanza una pelota, no solo la atrae hacia abajo la gravedad, sino que la frena debido a la resistencia.

En el espacio, la ISS también es atraída hacia la Tierra indefinidamente debido a la descomposición orbital .

Si tuviera que empujar ligeramente ese Space Burrito dentro de una nave tripulada en cualquier "dirección", ¿desaceleraría eventualmente hasta el punto en que se está moviendo en relación con la nave debido al oxígeno (y nuevamente, otros gases) que está creando resistencia? ¿En contra?
¿O seguirá flotando hasta chocar contra la pared?

"con el tiempo se ralentizará" Sí, con el tiempo. Sin embargo, tendría que ser una enorme nave espacial antes de ser lo suficientemente grande como para evitar que un objeto golpee la pared.
Tenga en cuenta que el aire de la estación está continuamente ventilado por ventiladores para evitar la formación de bolsas de dióxido de carbono, enfriar un poco el aire y eliminar el exceso de óxidos de carbono y reponerlo con oxígeno. Esa es también una de las razones por las que las naves espaciales visitantes deben permanecer alimentadas continuamente mientras permanecen acopladas a la estación. La presión debida a la circulación del aire no sería muy buena, pero sería suficiente para mostrarla en video, como con astronautas de pelo largo (por ejemplo, Sunita Williams o Karen Nyberg hicieron algunos recorridos en video agradables de la estación).
@AndrewThompson Sí, es por eso que dije prod, porque si lanzas la cosa, simplemente se mueve de un lado a otro. :PAGS
@TidalWave ¡Lo sé! He visto esas giras y son brillantes a su manera. No es algo que se vea todos los días...

Respuestas (3)

Hay aire dentro de la estación espacial, así que sí, cualquier cosa que se mueva dentro de ese aire experimentará la resistencia del aire. Que la resistencia del aire sea suficiente para detener un objeto lanzado antes de que golpee la pared depende completamente del objeto y de la fuerza con la que se lanza. Si el objeto es muy aerodinámico (es decir, experimenta poca resistencia del aire) y/o se lanza con fuerza, golpeará la pared. Si el objeto es muy poco aerodinámico y/o se lanza suavemente, es posible que se detenga antes de golpear la pared.

Aquí hay un experimento equivalente que podrías hacer en la tierra. Si comienzas a tirar burritos en tu cocina, algunos de ellos caerán al suelo debido a la gravedad. Para sacar eso de la ecuación, suponga que tiene dos torres muy altas, lo suficientemente juntas como para poder tirar un burrito de una a la otra. La idea es que el suelo esté tan lejos que todas las cosas interesantes sucedan antes de que cualquier burrito caiga al pavimento. Supongamos que no hay viento.

Si te paras en la cima de una de las torres y lanzas tu burrito horizontalmente y lo suficientemente fuerte, se estrellará contra la otra torre. Si lo lanza un poco más suavemente, seguirá golpeando la otra torre, pero más abajo. Sin embargo, si lo lanza mucho más suavemente, la resistencia del aire reducirá su velocidad horizontal a cero antes de que llegue a la otra torre y, desde ese punto, caerá verticalmente y se estrellará contra el pavimento.

Ahora, supón que saltaste de tu torre en el momento en que lanzas el burrito. Supongamos que también eres un burrito, por lo que ambos caen al mismo ritmo. ¿Qué verías? Bueno, en los primeros dos casos, verás que el otro burrito se aleja horizontalmente de ti, disminuyendo la velocidad hasta que golpea la pared. En el tercer caso, vería que disminuye la velocidad y finalmente se detiene sin golpear la otra pared, exactamente como lo vería Chris Hadfield en la ISS. Piénsalo por un momento, pero no olvides abrir el paracaídas antes de tocar el suelo.

"Supongamos que también eres un burrito", ¡eso merece un pulgar hacia arriba!
Las acrobacias anteriores son realizadas por personas que son profesionales capacitados. No intente esto en casa :-)
Respondiste primero, así que te llevas el premio. :P Explicación detallada y divertida de leer. Gracias por eso.

Sí, experimenta arrastre. El burrito también está experimentando la atracción de la gravedad, pero debido a su velocidad en relación con la ISS, sería igual y, por lo tanto, imperceptible.

¿Golpeará la pared? ¡Eso depende de qué tan fuerte lo lances! Puedes calcular qué tan lejos viajará calculando la fuerza de arrastre y luego integrándola a través del tiempo . Si requiere una distancia más larga para detenerse que la longitud interior más larga de la ISS, entonces chocará contra la pared.

De las otras respuestas, deduzco que si la velocidad cambia, la fuerza de arrastre cambia cuadráticamente.

Sin entrar en cálculos, creo que significa lo siguiente:

  1. Sí, el aire ralentiza el objeto y sigue ralentizándolo.
  2. No, el objeto nunca tiene que detenerse debido a la fuerza de arrastre ya que la disminución de la velocidad disminuye demasiado rápido.

Mi intuición:

Si la pared está lo suficientemente lejos, es posible que nunca se alcance, pero el objeto seguirá moviéndose para siempre.

Sería bueno si alguien pudiera ampliar o refutar esta respuesta con un cálculo.

Sí, la fuerza de arrastre varía en función de la velocidad. Entonces, en teoría, un burrito lanzado suavemente no se detendría ni alcanzaría la pared (Zeno tenía razón después de todo). Sin embargo, todo esto supone que todo es continuo. En el mundo real, una vez que el burrito ha disminuido su velocidad a una velocidad diminuta, una colisión con una sola molécula de aire sería suficiente para detenerlo o incluso invertir su dirección. Ecuaciones como "el arrastre es una velocidad de escritura cuadrática" están bien a gran escala, pero tratan el aire como un fluido idealizado, no como un grupo de moléculas. (continúa)
Esto funciona esencialmente promediando el efecto de las colisiones moleculares individuales. A gran escala, esto está bien, pero a pequeña escala, la variación aleatoria ("ruido") en las colisiones reales ya no es insignificante y, de hecho, puede ser el efecto dominante.
¿Hay arrastre dentro de una nave espacial?
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