La pregunta que surgió en mi feed fue “Si hay una fuerza gravitacional entre la Tierra y la Luna, ¿por qué no chocan?” Como una continuación de la pregunta anterior.
Primero, siempre hay una fuerza de atracción gravitacional entre cada dos objetos en el universo, y esa fuerza actúa igualmente en ambos objetos. Ese es el significado de la Ley Universal de la Gravitación. Entonces sí, definitivamente hay una fuerza gravitacional entre la tierra y la luna, una atracción mutua. Por lo general, cuando una de esas masas es mucho más grande que la otra (la masa de la tierra es más de ochenta veces la masa de la luna), es más fácil pensar que la más pequeña se siente atraída por la más grande aunque sea una Interacción mutua. Es esa fuerza de atracción de la luna hacia la tierra la que la mantiene en su órbita casi circular. La fuerza gravitacional que actúa sobre la luna le da a la luna su aceleración centrípeta hacia la tierra. Pero a pesar de que se está acelerando hacia la tierra, no se acerca a ella. Y creo que de eso se trata la pregunta en mi feed.
Lo que es útil recordar es que una aceleración siempre está en la dirección de la fuerza neta sobre un objeto (en este caso, la fuerza gravitacional), pero esa aceleración no implica movimiento en esa dirección. Es decir, la aceleración puede ser solo un cambio en la dirección del movimiento. La aceleración es un vector que es, por definición, la tasa de cambio de la velocidad que también es un vector. Dado que la dirección del vector de velocidad de la luna en cualquier momento dado es tangencial a la órbita casi circular, cambia continuamente su dirección, es decir, acelera continuamente hacia la Tierra y la fuerza que causa esa aceleración es la fuerza gravitacional .
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Una imagen útil que está estrechamente relacionada es esta: considere que está girando una bola unida a una cuerda en un círculo horizontal sobre su cabeza, y se mueve lo suficientemente rápido como para que no se caiga, por lo que permanece en ese círculo horizontal. ¿Qué fuerza dentro del plano horizontal actúa sobre la pelota? Lo único que ejerce una fuerza sobre él es la cuerda. Y la tensión en la cuerda que actúa sobre la pelota siempre vuelve a su mano en el centro del camino circular. Entonces la pelota siempre está acelerando hacia tu mano (y eso se llama aceleración centrípeta ), pero el radio de la órbita circular no cambia. (Por supuesto, si la cuerda se rompiera en algún momento, la pelota simplemente volaría tangencialmente al círculo ya que ya no habría una fuerza que la empujara hacia el camino circular).
Esta analogía explica por qué la luna no se estrella contra la tierra a pesar de que se está acelerando hacia ella debido a la atracción gravitacional mutua.
