Suponiendo que una nave espacial viaja a una velocidad constante y nuestro astronauta saldrá de ella para una caminata espacial, ¿la nave espacial la "dejará atrás"?

Mientras ni la nave espacial ni el astronauta estén acelerando o desacelerando, la velocidad relativa de la nave espacial y el astronauta sigue siendo la misma. Entonces el astronauta flotará cerca de la nave espacial.

La velocidad real es irrelevante aquí, es el mismo principio con cada paseo espacial: la ISS se mueve a unos 27.600 km/h, pero los astronautas no "se quedan atrás" cuando salen a dar un paseo espacial. Ellos también se mueven a unos 27.600 km/h. Sin embargo, se mueven a una velocidad relativa muy leve cuando se mueven a lo largo de la nave espacial.

Sin embargo, las cosas cambian si su nave espacial está acelerando o desacelerando: en este caso, el astronauta debe permanecer unido a la nave espacial para no perderse. Tan pronto como se soltaran, su velocidad actual permanecería igual, pero la nave espacial continuaría cambiando su velocidad y los dos se alejarían más y más.

Resulta que el espacio exterior no es un vacío perfecto: hay unos pocos átomos de hidrógeno por centímetro cúbico. ( referencia )

Para la física no relativista de X grande, el astronauta y la nave espacial permanecerán lo suficientemente cerca uno del otro.

Una vez que X se hace pequeño y te acercas a la velocidad de la luz, estos átomos de hidrógeno podrían ralentizar tu nave espacial. Por lo tanto, para mantener una velocidad constante contra este "viento en contra aparente", tendría que aplicar fuerza a la nave espacial, y el caminante espacial no estaría sujeto a esa misma fuerza.

Mi hipótesis es que el astronauta se irá quedando atrás poco a poco.

Siento que este tipo de pregunta se beneficia de una serie de experimentos mentales .

En cambio, imagina que tienes dos astronautas, uno al lado del otro, deslizándose por el espacio a una velocidad constante.

Son un poco dulces el uno con el otro, así que están tomados de la mano. Awwwwww.

¡Pero luego sufren un cruel cambio de corazón y dejan de tomarse de las manos!

¿Qué imaginas que sucedería?

¿Cambia algo si uno de los astronautas es mucho más gordo que el otro?

Si reemplazamos al astronauta muy gordo con una nave espacial, ¿eso cambia algo?

(Hago estas preguntas casi retóricamente, en beneficio del autor de la pregunta original. No es necesario que me responda en los comentarios).

Otra forma de pensar es considerar dos astronautas que caminan por el espacio; uno dentro del barco y otro fuera. Ninguno está tocando el barco, ambos se mueven esencialmente a la misma velocidad en la misma dirección. Los tres prácticamente permanecen juntos.

Sin embargo, podría haber una diminuta cantidad de aceleración experimentada por cada uno. Por ejemplo, a una velocidad extremadamente alta, incluso el pequeño impulso causado por cada protón interestelar que golpea un cuerpo puede causar un poco de resistencia. El caminante espacial "interior" no lo experimentará, por lo que no se ralentizará en absoluto, pero la nave sí lo hará, y también lo hará el caminante espacial "exterior". No está claro cuál se vería más afectado, depende de sus áreas transversales y masas.

Luego están los efectos de marea. Si hay una fuente gravitacional distante, y siempre la hay, eso acelerará a los tres por igual. Pero si está bastante cerca de una fuente de gravedad, entonces es posible que los afecte de manera ligeramente diferente porque cada uno tendrá una distancia ligeramente diferente de la fuente.

Para obtener más información, consulte las respuestas a la microgravedad más baja de la ISS y, por diversión, consulte ¿Cómo quemarse con el sol a través de la ventana de un casco de productos generales?

Y antes de que su nave haga otro sobrevuelo de una estrella de neutrones para acelerar tan rápido, recuerde que lo que los humanos llaman UV no es lo único que atraviesa un casco de productos generales.

no, se retiene la conservación del impulso (un objeto en movimiento permanecerá en movimiento a menos que algo actúe sobre él)... similar a estar en un avión y lanzar una pelota al aire... parece que debería volar hacia atrás del avión, pero no... actuará como si estuvieras en tierra.

Un valiente astronauta está dejando la nave espacial para una caminata espacial, sin estar conectado a la nave espacial.

¿Será el astronauta

flotar cerca de la nave espacial a la misma velocidad que ella (1/X de la velocidad de la luz), o

estar rápidamente detrás de la nave espacial y verla desaparecer en el horizonte negro?

La Primera Ley del Movimiento de Newton ("un objeto en reposo permanece en reposo y un objeto en movimiento permanece en movimiento con la misma velocidad y en la misma dirección a menos que una fuerza desequilibrada actúe sobre él ") significa que el astronauta, que viaja a la misma velocidad y dirección que el barco mientras está dentro del barco, continuará viajando a la misma velocidad y dirección que el barco cuando sale de él.

La respuesta correcta y completa se distribuye entre muchas publicaciones anteriores. Trato de condensarlos aquí, sin intentar hacer referencia a todos ustedes. Toda la información a continuación se proporcionó en las respuestas anteriores.

El punto principal es que

• ni la nave ni el astronauta tienden a frenar en el espacio vacío debido a la ley de Newton .

Además, hay tres efectos muy débiles :

1. El espacio no está completamente vacío. Esto depende de dónde se encuentre, pero habrá una cantidad contable de átomos (principalmente hidrógeno) por metro cúbico. Estos te quitan la velocidad, muy, muy lentamente. Que la velocidad del astronauta o de la nave disminuya más rápido depende de la relación entre su masa y su área de sección transversal, respectivamente.
2. Los efectos de las mareas también los separan. Esto se debe a que están ubicados a distancias ligeramente diferentes de las fuentes de gravedad circundantes. Cuanto más cerca esté de una fuente de este tipo, mayor será la fuerza respectiva, por lo tanto, el astronauta y la nave experimentan diferentes tirones gravitatorios.
3. La gravedad mutua los une. Tanto la nave espacial como el astronauta tienen masa y, por lo tanto, se atraen entre sí.

Que el astronauta sea capaz de medir un cambio en la distancia entre él o ella y la nave espacial (durante su vida) depende de las condiciones iniciales exactas.

Abordemos esto con una pregunta ligeramente diferente:

¿Cuál cae más rápido? ¿Una bola de boliche o una pluma?

Ahora, todos saben que la pluma caerá lentamente, pero eso se debe a que la pluma tiene una superficie enorme para atrapar el aire que la rodea. Sin la resistencia del aire , caen a la misma velocidad (vea el video a continuación para ver una demostración más impresionante de ese principio)

Si un astronauta sale de una nave espacial que se mueve a 17 000 mph, seguirá moviéndose a una velocidad relativa de 17 000 mph porque no hay nada que frene al astronauta.

Como han explicado otros, dejando de lado el polvo cósmico y la mecánica orbital, el astronauta navegará junto con la nave. Sin embargo, para asegurarse de cubrir todos los ases, será mejor que verifique que la nave no esté girando antes de irse.

Si es así, entonces mientras esté adentro, se encontrará sujeto a las paredes exteriores por una fuerza "centrífuga" (en realidad, son las paredes las que lo empujan en un círculo). Una vez que salga, ese empujón lo enviará a la deriva en una tangente a la rotación. Dado que la nave girará debajo de él mientras se aleja flotando, parecerá que se está moviendo directamente desde la puerta. En este punto, un Wilhelm Scream podría ser apropiado.