¿Por qué las personas son ingrávidas mientras orbitan alrededor de la Tierra? ISS? ¿Satélites? [duplicar]

Estos son dos efectos diferentes. Los satélites no se caen porque se mueven en una órbita circular. En realidad, están cayendo todo el tiempo, ya que el movimiento circular se acelera (aunque la velocidad no cambia el valor absoluto, ¡cambia de dirección!), por lo que es una especie de "caída alrededor de la tierra".

La segunda pregunta es, ¿por qué un astronauta en una estación espacial no cae al suelo? Eso es porque tanto la estación como el astronauta sienten la misma fuerza que los mantiene a ambos en una órbita circular. Pero al caer al suelo, el astronauta debería sentir una fuerza mayor que la de la estación espacial; de lo contrario, no hay una fuerza neta que empuje al astronauta y al suelo de la estación entre sí.

Parafraseando a Douglas Adams, "Volar es aprender a tirarse al suelo y fallar". Así es como funcionan las órbitas: en realidad estás cayendo todo el tiempo, pero te pierdes el cuerpo que estás orbitando.

La razón por la que está experimentando una aparente ingravidez es porque cada parte de su cuerpo se acelera en la misma cantidad (si pudiera lograr el mismo efecto al acelerar en un automóvil, tendría los "amortiguadores inerciales" estándar de ciencia ficción) - y eso significa que no obtienes ninguna información sobre la aceleración que actúa sobre tu cuerpo. Después de todo, no estás sintiendo la gravedad cuando estás sentado en una silla, estás sintiendo la presión que la silla ejerce sobre ti, ya que evitausted de acelerar a través de él. Si no hay nada que se oponga a la aceleración, no hay forma de que puedas sentirlo. Los acelerómetros a bordo informarían lo mismo: en realidad solo pueden medir fuerzas que no actúan de manera uniforme en todo el cuerpo del dispositivo. Si tiene un acelerómetro en su teléfono, puede verlo con bastante facilidad: siempre que lo sostenga en la mano, informará 1 g de aceleración hacia abajo. Sin embargo, déjelo caer (sobre una almohada o algo así), y durante su caída, informará 0 g (ignorando la resistencia del aire; si agrega la resistencia del aire a la ecuación, la aceleración crecerá constantemente de 0 g a 1 g a medida que el objeto se acerca a su terminal). velocidad).

Para ser precisos, la aceleración no es exactamente uniforme en tu cuerpo. Las partes que están más cerca de la Tierra serán atraídas un poco más fuerte que las partes más alejadas. Esto se llama fuerza de marea, y es la razón por la que tenemos mareas en la Tierra (y yendo más lejos en el pasado, la razón por la que la Luna siempre nos mira del mismo lado, y en el futuro, por la que la Tierra también siempre enfrentar la Luna con el mismo lado). Sin embargo, los sensores en su cuerpo no son lo suficientemente precisos para registrar una diferencia tan pequeña (y realmente es muy pequeña en los dos metros del cuerpo humano a cien mil kilómetros de la Tierra). Sin embargo, eso es solo porque la diferencia en el tirón gravitatorio es muy pequeña en tu longitud. La parte divertida comienza cuando te acercas a un agujero negro :)

La pregunta principal ya ha sido respondida, sin embargo, para cubrir algunas de las tangentes planteadas, y dar un ejemplo en el que dos objetos en órbita pueden no estar en caída libre entre sí, hay una excelente historia corta de Larry Niven que en realidad aborda la problema de los cuerpos en órbita y lo que le sucede a una persona dentro de una nave cuando se acerca a un cuerpo muy denso (en este caso, una estrella de neutrones). La historia es muy antigua ahora (más de 50 años IIRC) y no la he leído recientemente, pero que yo sepa, la ciencia sigue siendo sólida.

http://en.wikipedia.org/wiki/Neutron_Star_%28short_story%29

Advertencia de spoiler

Esencialmente, cerca de una estrella de neutrones, el gradiente gravitacional es tan pronunciado que cada extremo de la nave recibe una aceleración enormemente diferente debido a que está más cerca o más lejos de la estrella. Esto es suficiente para que las personas dentro de la nave solo estén en caída libre si están justo en el centro de la nave.

La diferencia es bastante insignificante para la mayoría de los propósitos, pero en la ISS los astronautas experimentan microgravedad en lugar de verdadera ingravidez, ya que se encuentran a una altitud lo suficientemente baja como para que una atmósfera delgada arrastre la estación, ralentizándola y haciendo que pierda altura. Tienen que reforzar la estación cada pocas semanas. Ver http://www.heavens-above.com/IssHeight.aspx