Un hombre que cae en un ascensor no debería sentir nada en la mente de Einstein debido a la gravedad artificial, pero ¿cómo funciona esa antigravedad en un ascensor?

El hombre parado en el elevador solo puede sentir la fuerza de contacto en su cuerpo. Las fuerzas de contacto crean un estrés mecánico en su cuerpo que el hombre puede sentir. Un campo gravitacional uniforme no puede causar estrés mecánico en su cuerpo porque acelera todas las partes de su cuerpo de la misma manera.

La fuerza de contacto es la fuerza del piso, la pared o el techo del elevador. Las fuerzas de contacto no pueden ser uniformes, ya que no actúan a distancia. La fuerza de contacto solo actúa directamente sobre el punto de contacto. Esto causa estrés mecánico en el cuerpo. Entonces las fuerzas de contacto están asociadas con la mecánica.

No hay estrés en el cuerpo del hombre cuando está en caída libre porque no hay fuerza de contacto que actúe sobre su cuerpo. Entonces el hombre no puede “sentir” la fuerza de contacto en caída libre porque no hay ninguna. El hombre no puede “sentir” un campo gravitacional uniforme, esté o no en caída libre.

Las balanzas no miden directamente el peso. Las balanzas solo miden la fuerza de contacto que actúa sobre la balanza. La lectura en la báscula realmente mide el estrés interno causado por algo que empuja contra la báscula. Si no hay estrés dentro de la báscula, entonces la lectura en la báscula dice 0 libras.

El principio de equivalencia dice que una fuerza mecánica que actúa sobre un cuerpo infinitesimal tiene el mismo “efecto” con o sin un campo gravitacional uniforme.

El efecto mencionado en el principio de equivalencia se refiere a la tensión mecánica y otros fenómenos similares. La “fuerza mecánica” puede ser una fuerza de contacto, una fuerza electromagnética o una ligera presión. El efecto también puede referirse a un efecto piezoeléctrico, una birrefringencia inducida por el estrés, el estrés mecánico en los tobillos del hombre o el movimiento del fluido en el canal semicircular del cuerpo del hombre.

El efecto también puede referirse al ‘efecto Doppler’ y ‘dilatación del tiempo’. Por lo tanto, el efecto puede incluir un cambio en la medición de la longitud y el tiempo. Lo importante aquí es que una fuerza gravitacional no puede tener un efecto significativo en un cuerpo infinitesimal. Una fuerza mecánica puede tener un efecto notable en un cuerpo infinitesimal.

Entonces no hay ‘antigravedad’. Como el hombre no puede sentir un campo de gravedad uniforme, tampoco puede sentir un campo de antigravedad.

Tal vez una mejor frase sería ‘anti-stess’. O tal vez ‘anti-contacto’. O tal vez deberías llamarlo ‘antimecánica’.

El hombre en caída libre siente la fuerza anti-contacto. En otras palabras, el hombre en caída libre siente la ausencia de fuerzas de contacto en su cuerpo.

Lección del día: las fuerzas de contacto son importantes, incluso en la relatividad. Aprendiste sobre ellos en física newtoniana, así que mejor aprende sobre ellos en física de Einstein.

Me gusta agregar el siguiente nivel de confusión cuando respondo una pregunta simple. ¡De esa manera, el interlocutor se siente decepcionado pero no sorprendido! -)

Comadreja palabra del día: Infinitesimal.

La fuerza de marea no está incluida en el principio de equivalencia aunque sea un tipo de “fuerza gravitacional”. La fuerza de marea causa tensión solo a largas distancias en un campo gravitacional que no es uniforme.

Einstein se refirió al efecto del cuerpo como “local” en lugar de “infinitesimal”. Sin embargo, me siento más cómodo con la palabra ‘infinitesimal’ que con la palabra ‘local’. La palabra ‘local’ tiene muchos significados diferentes. Infinitesimal se refiere a uno de los supuestos más fundamentales en el cálculo. Por lo tanto, es más fácil traducir la palabra ‘infinitesimal’ a los símbolos de cálculo que la palabra ‘local’. ¡No es que te importe! -)

Einstein vio la gravedad como un artefacto del sistema de coordenadas: coloca la gravedad exactamente al mismo nivel que las fuerzas “ficticias” como la fuerza de Coriolis y la fuerza centrífuga.

Entonces, según Einstein, no hay gravedad para una persona en un ascensor en caída libre, porque esa persona se encuentra en un marco de referencia inercial local.

Según su teoría, existen marcos de referencia inerciales localmente lo suficientemente cerca de todos los puntos en el espacio-tiempo.

Así que no hay idea de “antigravedad” en absoluto.

Para una persona parada en la superficie de la Tierra, Einstein dice: no están en un marco inercial, por lo que sienten la gravedad y otras fuerzas ficticias, que son artefactos de la curvatura en el sistema de coordenadas necesario para describir dicho marco de referencia.

Específicamente, Einstein dice que la gravedad está en los símbolos de Christoffel.

La fuente de curvatura es la distribución de la energía-momento en la teoría de Einstein. Eso es lo que determina qué cuadros son cuadros inerciales en un punto dado en el espacio y el tiempo.

Supongamos que intentas detectar la gravedad haciendo un experimento en tu ascensor que cae. Prácticamente lo único que puedes hacer es soltar algo y observar lo que hace. Pero sabemos que hará lo mismo que estás haciendo, cayendo, y al mismo ritmo que lo estás haciendo. Entonces verá el objeto estacionario en relación con usted. ¿Cómo es eso distinguible de que no haya gravedad en absoluto? No lo es

Ahora supongamos que estás en un ascensor realmente grande. Un extremo está sobre Atlanta y el otro sobre Los Ángeles. Estás parado en el centro y sueltas dos objetos, uno en cada extremo. Cada uno cae hacia el centro de la Tierra, pero eso está en una dirección diferente en cada extremo. Desde su punto de vista, ambos todavía están flotando pero misteriosamente se están acercando cada vez más.

No hay antigravedad aquí. Lo que tenemos que distinguir es qué es un efecto gravitacional de lo que no lo es. En el pequeño ascensor, aprendimos que localmente, en caída libre, no se puede medir un efecto gravitacional y que nada de lo que no se puede medir no existe. Einstein llamó a esto el Principio de Equivalencia, y ambas piezas son importantes: debe estar en caída libre y debe estar restringido a una región pequeña (es decir, local). Viola cualquiera de estas condiciones y el EP no se aplica.

En el segundo experimento, violamos la localidad al hacer que el ascensor fuera realmente muy grande. Ahora podemos ver un efecto gravitacional, pero el efecto es de marea. Es decir, se debe a una diferencia en lo que significa la caída libre entre los dos extremos del gran ascensor.

Esa es una lección importante de la relatividad general: todos los efectos reales de la gravedad son las mareas. Cualquier cosa que no sea marea no se debe a la gravedad.

No hay gravedad artificial en la “mente de Einstein”, por lo que la pregunta es discutible.

El experimento central de pensamiento en la relatividad general es poner a un físico inteligente en una caja (el ascensor, por ejemplo). Su trabajo es idear un experimento que pueda diferenciar entre el caso en el que la caja está estacionaria en un campo gravitacional uniforme de 1g, y el caso en el que está acelerando exactamente a 1g en una región del espacio sin gravedad.

El concepto de “caída libre” funciona en la física newtoniana.

En ese caso, si coloca al físico en una caja y suelta la caja desde una altura … entonces, siempre que la caja caiga al mismo ritmo que el físico, el físico se siente “sin peso”. Esto funciona porque solo sientes tu peso como una fuerza del suelo que te sostiene.

Puedes resolverlo usando las Leyes de Newton.

No se debe a la gravedad artificial. Estaba cayendo al mismo ritmo que la fuerza gravitacional de 9.8 m / s ^ 2, por lo que no siente nada. Si bajaras en el elevador más lento que la fuerza de la gravedad, sentirías algo de peso. Esta sería la diferencia entre el tirón de la gravedad y la velocidad a la que caías

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