Mi profesor de física dice que la fuerza centrípeta es causada por la gravedad. No estoy completamente seguro de cómo funciona esto. ¿Cómo puede causar una fuerza otra en el espacio (es decir, donde no hay nada).
Mi profesor de astronomía dice que la gravedad es (nota: no como) una manta 3D y cuando le pones masa, la masa causa una depresión/abolladura en la manta y, por lo tanto, si pones otro objeto con menos masa, rodará por la depresión. sobre la masa mayor. ¿Es esto cierto y es esto lo que causa la fuerza centrípeta?
Respuesta simple: la gravedad es una fuerza centrípeta, y puede concebirse claramente como tal en la mecánica newtoniana.
Centrípeta simplemente significa una fuerza que es "radialmente hacia adentro" ("dirigida hacia el centro"). La fuerza eléctrica entre dos objetos de cargas opuestas, por ejemplo, también es claramente centrípeta. (Es un poco más difícil definir "centrípeta" para la fuerza magnética).
Tu profesor de astronomía se refiere a la teoría de la relatividad general de Einstein . Su descripción es vagamente una descripción general de la topología (tejido) del espacio-tiempo y cómo interactúa con la materia/energía; sin embargo, la variedad es de 4 dimensiones, no de 3D.
De hecho, las partículas de prueba (partículas que realmente no perturban el campo gravitatorio) en relatividad general siguen una geodésica . Esto es efectivamente una generalización de una línea recta (ruta más corta) del espacio euclidiano normal al espacio curvo de GR, y puede verse como la fuente de la fuerza centrípeta en la física newtoniana.
Una fuerza centrípeta es una fuerza dirigida hacia el centro. Es solo una caracterización de una fuerza existente. "Centrípeto" significa "hacia el centro" en griego.
Entonces, en el sistema solar, el sol ejerce una fuerza gravitatoria hacia sí mismo, y es una fuerza centrípeta.
Con respecto a tu otra pregunta: ¿cómo funciona la gravedad? Según la relatividad general, los objetos energéticos o masivos distorsionan el espacio, de modo que otros objetos que pasan por el espacio distorsionado no van en línea recta, sino que desvían su trayectoria. Desde su punto de vista, experimentan una fuerza (gravedad) y, en consecuencia, una aceleración que cambia su trayectoria. Entonces, de acuerdo con la relatividad general, el medio a través del cual actúa la gravedad es en realidad la distorsión del espacio. Esto es lo que tu profesor de astronomía llamó "una manta 3D".
En cambio, de acuerdo con la Teoría del Campo Cuántico, las fuerzas están mediadas por partículas apropiadas que realmente se mueven a través del espacio. La gravedad sería transportada por partículas conocidas como gravitones.
En ambas teorías, no hay acción a distancia, por lo que los cuerpos no ejercen fuerzas entre sí instantáneamente, pero siempre hay algo "en el medio" que lleva o representa la fuerza.
Creo que un elemento clave que le falta a este estudiante es en realidad un concepto erróneo muy común sobre la fuerza centrípeta. Oímos hablar de varios tipos de fuerzas, como fuerzas normales, fuerzas de fricción y fuerzas gravitatorias, y luego agregamos "fuerza centrípeta" como si fuera otro tipo de fuerza como esa. Pero no lo es, esas otras fuerzas son fuerzas reales con sus propias leyes de fuerza y sus propios comportamientos. La fuerza centrípeta no es tanto un nombre para una fuerza como un nombre para la masa multiplicada por la aceleración de un objeto que se mueve en un círculo. Entonces, la fuerza centrípeta no es un tipo de fuerza, es una fuerza neta a la que deben sumar otras fuerzas, si y solo si ya sabes que la aceleración es la de un objeto que se mueve en un círculo. Entonces, para un cuerpo en órbita con solo gravedad sobre él, la gravedad debe ser la fuerza centrípeta, pero si un cuerpo está en órbita con la gravedad sobre él y una banda elástica estirada también, entonces la fuerza de la gravedad más la fuerza de la banda elástica será la fuerza centrípeta. En ningún caso la fuerza centrípeta es un tipo de fuerza propia. (Vaya, acabo de notar la fecha en la pregunta, tal vez esto sea de ayuda para alguien más).
la fuerza cetripital solo existe cuando se ha prescrito el movimiento (debido a restricciones). Piense en un vagón de montaña rusa montado en un riel. Para mantener el carro sobre el riel y tangencial a su dirección, es necesario aplicar una fuerza y un momento al carro. Cuando la trayectoria es circular la llamamos fuerza cetripeta. De hecho, con cualquier camino, instantáneamente se dice que sigue un círculo y, por lo tanto, siempre hay una fuerza centrípeta instantánea (a menos que sea en caída libre).
Los planetas y las cosas en órbita no tienen un movimiento prescrito, sino que siguen el camino de caída libre en cualquier dirección que necesiten ir. Gauss llamó a esto el principio de mínima acción.
Espero que esto ayude.
La gravedad es una fuerza.
La gravedad se dirige hacia el centro de la órbita, es decir, el sol.
Eso hace que la gravedad sea la fuerza centrípeta.
Imagina una pelota atada a una cuerda y tú sostienes el otro extremo de la cuerda y mueves tu mano de tal manera que la pelota tenga un movimiento circular. Entonces la tensión en la cuerda es fuerza centrípeta.
Ahora, pelota = tierra
tu = sol
tensión en la cuerda = gravedad
Espero eso ayude. No tengo ni idea de relatividad general.
jonathan
Noldorin
Dagelf