Debe ser una cosa muy fundamental, una pregunta muy simple. Pero hay algo que quiero entender.
Sabemos que cuando lanzamos una manzana verticalmente hacia arriba, esta experimenta una fuerza de gravedad debida a la Tierra y, a su vez, la Tierra también experimenta una fuerza que actúa sobre ella, de igual magnitud. Eso es lo que dice la tercera ley de Newton que sucedería. Aunque la aceleración de Apple hacia la Tierra es mucho mayor (debido a que su masa debe ser más pequeña en comparación con la de la Tierra) que la velocidad a la que la Tierra acelera hacia Apple. La aceleración de la Tierra es despreciable, pero no es cero.
Esto es lo que quiero entender. Dado que el movimiento siempre es relativo, ¿qué pasa si me hacen esta pregunta: las aceleraciones de Apple y de la Tierra son con respecto a qué observador (o qué marco de referencia)?
Podría decir que Apple acelera con respecto al marco de referencia de la Tierra. Porque cuando consideramos la aceleración de la manzana en relación con la Tierra, asumimos que la Tierra está en reposo incluso si se está moviendo (movimiento relativo). Similar a
Aquí esta observando y se considera que está en reposo (en relación con la Tierra) aunque tiene su propia aceleración, su aceleración se suma a con signo negativo.
Así que podría decir que Apple está acelerando a cualquier ritmo al que esté acelerando, a marco de referencia. ¿Qué pasa con la aceleración de la Tierra? No puedo decir que la tierra está acelerando en relación con Apple porque en ese caso su aceleración sería igual a la aceleración de Apple con un signo menos. Entonces, ¿la Tierra acelera en relación con qué marco? Además, ¿es correcto decir que Apple está acelerando en relación con el marco de la Tierra (solo quiero confirmarlo)?
¿Las aceleraciones de Apple y de la Tierra son con respecto a qué observador (o qué marco de referencia)?
En cualquier marco inercial, medirás la misma aceleración de la Tierra y la misma aceleración de la manzana.
Un ejemplo es aquel en el que la Tierra está inicialmente en reposo (despreciando el movimiento de la Tierra alrededor del sol, etc.).
Otro podría ser el marco en el que el sol está en reposo (despreciando su movimiento sobre el centro galáctico y debido a cualquier otra fuerza gravitacional que experimente)
La tercera ley afirma que siempre que dos objetos ejercen una fuerza entre sí, como la gravedad, los dos objetos aceleran hacia el centro de masa común .
(Y esto, por supuesto, se generaliza a cualquier número de objetos que ejercen fuerza mutuamente).
En otras palabras, el centro de masa común de los objetos involucrados permanecerá en movimiento inercial.
Por lo tanto, con cualquier colección de objetos, la elección natural del marco de referencia para expresar su aceleración es el centro de masa común.
En astronomía, la elección del marco de referencia está guiada por el nivel de precisión deseado. Cuanto mayor sea el nivel de precisión requerido, más amplio será el alcance requerido.
En el caso del sistema Tierra-Luna, la Luna y la Tierra giran alrededor de su centro de masa común. En realidad, la Tierra es mucho más pesada que la Luna que el centro de masa común no está en algún punto intermedio, el centro de masa común está dentro de la Tierra. De todos modos, el centro de masa de la Tierra no está en movimiento inercial. Por lo tanto: para un nivel mínimo de precisión, se debe usar el centro de masa común de la Tierra y la Luna.
Si se necesita una precisión mayor que esa, debe moverse al centro de masa común del sistema solar en su conjunto. Júpiter es tan pesado que el centro de masa común del sistema solar está un poco fuera del Sol. Para calcular el movimiento de la Luna, debe expresar todos los movimientos de los cuerpos celestes del sistema solar con respecto al centro de masa del sistema solar. A partir de eso, puede evaluar todas las atracciones gravitatorias que tienen un efecto notable y luego proceder a evaluar los movimientos futuros de los cuerpos celestes.
Pasando a escalas cada vez más grandes:
El Sistema Solar está en órbita alrededor del centro de masa de nuestra Galaxia.
Nuestra Galaxia y la Galaxia de Andrómeda están ejerciendo una atracción gravitacional entre sí, por lo que están siendo aceleradas hacia su centro de masa común. Dada la distancia entre las dos galaxias y sus masas, se puede predecir después de cuántos miles de millones de años comenzará un proceso de fusión de galaxias.
Una forma de pensarlo es que la Tierra y Apple se aceleran en referencia a su centro de gravedad común.
PM 2 Anillo