¿Un objeto giratorio que viaja a lo largo de una trayectoria lineal continuará girando para siempre en el espacio?

Supongamos que los ingenieros construyeron una nave espacial en forma de cilindro que gira para crear gravedad artificial:

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 /<-b \             \
/      \             \  -----> a
\      /             /
 \_b->/_____________/

La nave espacial utiliza un cohete para viajar por el espacio en la dirección de a. Boquillas más pequeñas aseguran que la nave espacial gire en la dirección indicada por b.

  • Si la nave espacial quiere viajar en línea recta, sin detenerse, ¿deberían los astronautas encender con frecuencia las boquillas más pequeñas para mantener la nave espacial rotando a la velocidad adecuada o la nave espacial rotaría constantemente a la misma velocidad para siempre?
  • Si la nave espacial girara constantemente en sentido contrario a las agujas del reloj para crear gravedad artificial, ¿esta rotación haría que la nave espacial se desviara de su rumbo?

Respuestas (2)

Aquí hay dos conceptos que pueden mezclarse, a saber, la conservación del momento lineal y la conservación del momento angular .

Las leyes de Newton establecen que un objeto en movimiento se mantendrá en movimiento a menos que una fuerza externa actúe sobre él. Entonces, a menos que la fricción interestelar sea un problema, la nave espacial seguirá viajando linealmente en la misma dirección para siempre (despreciando la atracción gravitatoria hacia otros cuerpos, etc.).

Lo mismo se aplica al movimiento de rotación. Un objeto giratorio continuará girando a menos que un par externo actúe sobre él. De nuevo, a menos que la fricción interestelar sea un problema, la nave espacial continuará girando para siempre.

Para enfatizar nuevamente, estas dos cosas son independientes: una no afectará a la otra.

Se debe hacer una nota aquí. Un cuerpo tiende a tener rotaciones estables sobre las direcciones de inercia de rotación mínima y máxima y una rotación inestable sobre el eje intermedio. Un diseño desafortunado (tos: explorer-1 ) haría que el objeto cambiara los ejes giratorios para siempre. No es agradable para los pasajeros.

Si no hay torque actuando sobre el barco, entonces su velocidad de rotación se mantendría constante. La rotación del barco no tiene efecto en su rumbo.

¿Un objeto giratorio que viaja a lo largo de una trayectoria lineal continuará girando para siempre en el espacio?
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