¿Qué fuerzas se requieren para separar físicamente dos cuerpos en un sistema gravitatorio?

Por un lado, su cotización es incorrecta. Por otro lado, siempre hay dos fuerzas iguales y opuestas.

Considere un imán de refrigerador y un refrigerador sobre hielo sin fricción. Si tira suavemente del imán, no lo separará del refrigerador. Tirarás del refrigerador y del imán hacia ti. Del mismo modo, te empujarás hacia el refrigerador y el imán.

Si tiras con fuerza del imán, lo arrancarás. La fuerza de atención entre el refrigerador y el imán se reducirá rápidamente a aproximadamente 0. Acelerará el imán rápidamente hacia usted y usted mismo hacia el imán. Siempre habrá una pequeña atracción entre el refrigerador y el imán, por lo que el refrigerador tendrá una pequeña aceleración. Pero lo más probable es que lo aproximes a 0.

Sin embargo, si siempre necesitas dos fuerzas iguales y opuestas en cada cuerpo del sistema para separarlos, ¿cómo sale un cohete de la tierra (desde el suelo y una vez en el espacio)? No "empuja" contra la tierra, sin embargo, en mi opinión, considero que su empuje es una sola fuerza externa en el sistema cohete + tierra que, según la declaración anterior, no debería separar los dos cuerpos en el sistema, sino simplemente acelerar todo el sistema tierra+cuerpo.

La tercera ley de Newton establece que para cada fuerza existe una fuerza igual y opuesta. Lo importante a tener en cuenta es que las dos fuerzas actúan sobre objetos diferentes.

El cohete empuja gases (o líquidos), que en realidad son partículas diminutas de masa, desde adentro en una dirección (hacia la tierra) con una fuerza que es igual y opuesta a la fuerza (empuje) que los gases empujan sobre el cohete (hacia afuera). desde la Tierra).

Desde la perspectiva del cohete, las fuerzas externas que actúan sobre él son la fuerza del gas que actúa hacia arriba y la fuerza de la gravedad y el arrastre del aire que actúan hacia abajo. Siempre que la fuerza del gas sobre el cohete que lo empuja hacia arriba (empuje) sea mayor que las fuerzas hacia abajo (gravedad + resistencia del aire), el cohete seguirá acelerando hacia arriba.

¡Gracias por tu respuesta! Mi consulta está más enfocada a lo que está pasando en el sistema del cohete y el planeta. En este sistema podemos decir que la gravedad actúa como una fuerza interna y el empuje del cohete es una fuerza externa sobre el sistema cohete+tierra. Claramente, esta fuerza separa la tierra y el cohete, pero la declaración que cité en mi pregunta original parece decir que no debería (ya que solo hay una fuerza). ¿Por qué es esto? –

Consideraría el combustible del cohete como parte del cohete. Entonces todas las fuerzas asociadas con el sistema cohete+tierra son internas, es decir, el sistema no experimenta fuerzas externas. El cohete ejerce una fuerza sobre la tierra y la tierra ejerce una fuerza igual y opuesta sobre el cohete. Ambas fuerzas son internas al sistema.

Para la conservación de la cantidad de movimiento, la cantidad de movimiento del sistema cohete+tierra después de disparar el cohete debe ser la misma que antes de disparar el cohete porque no hay fuerzas externas que actúen sobre el sistema. Entonces, mientras el cohete se aleja de la tierra, la tierra también se aleja del cohete. Pero el centro de masa del sistema cohete+tierra no se mueve.

Entonces, imaginando el sistema básico de tierra+cohete (sin fricción/atmósfera), cuando el cohete ha disparado no hay cambio en el centro de masa del cohete (dado que solo se aplican fuerzas internas) y por lo tanto tampoco hay cambio en el centro de masa del sistema tierra+cohete.

No, hay movimiento en el centro de masa del cohete. Y también hay movimiento del centro de masa de la tierra. Pero no hay movimiento del centro de masa de la combinación de los dos. Para la conservación de la cantidad de movimiento (sin cambio en la cantidad de movimiento) del sistema aislado cohete-tierra, la cantidad de movimiento del cohete y la tierra tienen que ser iguales y opuestas, o

Dónde$V$y$m$son la velocidad y la masa del cohete y$M$y$v$son la masa de la tierra y la velocidad en cualquier instante. Dado que la masa de la tierra es mucho mayor, su velocidad es infinitamente pequeña e inobservable.

¿Explica esto también el levantamiento del libro? Cuando levantamos el libro, estamos aplicando fuerzas internas iguales y opuestas en el sistema, por lo que el libro se aleja de la tierra y la tierra se aleja del libro, pero el centro de masa de ambos es ¿aún?

Correcto. Siempre que considere que su brazo, el libro y la tierra son un sistema aislado, como el cohete y la tierra, no habrá movimiento del centro de masa de la combinación. Aunque técnicamente la tierra se está alejando del libro, su movimiento es infinitesimalmente pequeño para que no sea inobservable.

Espero que esto ayude.