¿Por qué los satélites no aumentan su velocidad debido a la aceleración gravitacional?

Los satélites que orbitan alrededor de la Tierra experimentan una gravitación casi tan intensa como la nuestra, pero no golpean la Tierra debido a su velocidad hacia el exterior ya la curvatura de la Tierra. Pero si están acelerando a 9,81 m/s2 (en realidad un poco menos), ¿no sería el aumento de velocidad ridículamente alto después de un tiempo? Estoy seguro de haber entendido mal algo obvio aquí, pero no pude encontrar una explicación para esto en ninguna parte, así que necesitaba sacarlo de mi mente.

Pista: ¿Cuál es el ángulo entre la velocidad y la aceleración de un objeto en órbita?
Si la aceleración fuera siempre en una dirección, la velocidad aumentaría. Pero debido a que no siempre es en una dirección, la suma cancela el cambio neto cero.
En cierto modo lo hacen... pero luego terminan yendo tan rápido que "sobrepasan" el planeta y van más arriba, donde se mueven más lento, por lo que la gravedad tiene más tiempo para tirar de ellos hacia abajo, por lo que se mueven más rápido, por lo que rebasar el planeta, etc... (En otras palabras: un satélite en una órbita no perfectamente circular tendrá una velocidad de oscilación). ¿Alguna vez has jugado Kerbal Space Program?
Si recuerda cómo agregar vectores , esta herramienta puede visualizarlo por usted (Marque las casillas en la pestaña "Características newtonianas" en la parte inferior para visualizar vectores)

Respuestas (2)

Para simplificar, considere una órbita perfectamente circular; la aceleración gravitacional siempre forma un ángulo recto con el vector velocidad.

Esto significa que la velocidad no puede cambiar a pesar de que hay una aceleración constante .

Tenga en cuenta que para que cambie la velocidad, debe haber un componente de aceleración distinto de cero paralelo (o antiparalelo) al vector de velocidad. Si la aceleración es siempre perpendicular, solo cambiará la dirección de la velocidad, no la magnitud (rapidez).

Para una órbita elíptica, la velocidad cambia pero el cambio es periódico; aumentando hasta un máximo y luego disminuyendo hasta un mínimo a intervalos regulares.

Y obvio que lo era... ¡Gracias Alfred ya todos los demás por responder mi pregunta en menos de 15 minutos!

La aceleración es cualquier cambio en la velocidad, ya sea la dirección de la velocidad o su magnitud. En el caso de una órbita perfecta, es la dirección, la velocidad tangencial del satélite debe mantener una magnitud constante y solo cambiar de dirección a medida que el satélite orbita.

Cuando la velocidad es ligeramente menor que la que se necesita para una órbita perfecta, por lo general resulta en una órbita elíptica, en la que también cambia la magnitud de la velocidad tangencial. A medida que el satélite se acerca a la Tierra, su velocidad aumenta, lo que hace que se lance más lejos de la Tierra, lo que hace que disminuya la velocidad y repita el ciclo. Suponiendo que no haya nada que interrumpa este ciclo, el satélite puede permanecer en esa órbita indefinidamente.