La tierra gira alrededor del sol porque hay un equilibrio entre las fuerzas que lo atraen y las fuerzas que lo empujan. ¿Por qué se equilibran las fuerzas?

P: La tierra gira alrededor del sol porque hay un equilibrio entre las fuerzas que lo atraen y las fuerzas que lo empujan. ¿Por qué se equilibran las fuerzas?

A: mal . La suposición básica en su pregunta es incorrecta .

De hecho, hay dos fuerzas iguales y opuestas entre el Sol y la Tierra. Esa es la Tercera Ley del Movimiento de Newton. Pero no son fuerzas equilibradas , porque actúan sobre dos objetos diferentes. Ambas fuerzas son gravitacionales, pero una actúa sobre el Sol (desde la Tierra) y la otra, exactamente igual pero opuesta, actúa sobre la Tierra (desde el Sol), y esa es la única de las dos que puede afectar el movimiento de la Tierra.

Para evitar confusiones, recuerde este hecho: las únicas fuerzas que afectan el movimiento de cualquier objeto son las fuerzas ejercidas sobre ese objeto. Las fuerzas ejercidas por un objeto pueden afectar el movimiento de los objetos sobre los que se ejercen. Esos son siempre otros objetos.

Ahora, si la suma de las fuerzas que actúan sobre un objeto es cero (eso es lo que significa equilibrado ) un objeto debe tener una velocidad constante, que, excepto cuando el objeto está en reposo ([matemática] v = 0 [/ matemática]), significa que debe moverse en línea recta. (Esta es la primera ley de Newton). Claramente, eso no describe la trayectoria de un objeto en órbita.

Cualquier objeto en movimiento circular (o elíptico) ejerce una fuerza sobre él: la fuerza centrípeta. La palabra significa “centro de búsqueda”, siempre se dirige hacia el centro del círculo (o un foco de la elipse). Esta fuerza es lo que evita que el objeto se mueva en un camino recto, ya que su inercia favorece, y lo fuerza a un camino curvo.

La fuerza centrífuga (“centro de fuga”), que confunde tanto a los estudiantes que ya no se enseña en los libros de texto modernos, pero por su nombre, se puede decir que se dirige hacia afuera, exactamente en la dirección opuesta a la fuerza centrípeta. Es el gemelo de la tercera ley de la fuerza centrípeta y, por lo tanto, no actúa sobre el objeto en órbita, sino sobre los objetos que ejercen la fuerza centrípeta.

Si hace girar un peso sobre una cuerda en un círculo, la fuerza centrípeta es la fuerza de la cuerda sobre el peso, empujándolo en una dirección siempre cambiante, en una trayectoria circular. La fuerza centrífuga es la fuerza que ejerce el peso sobre la cuerda, que usted, en el otro extremo de la cuerda, siente como una fuerza externa que tira de su mano.

Pero se ejerce en su mano, no en el peso, por lo que no puede afectar el movimiento del peso; Si su mano no se mueve, es porque tiene una fuerza equilibrada ejercida sobre su mano por su muñeca.

Si la cuerda se rompe, el peso se aleja instantáneamente en una tangente (recta), obedeciendo la Primera Ley de Newton.

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Para responder mejor a la nueva pregunta a la que esta respuesta se dirigió inapropiadamente: si la Tierra tuviera una velocidad ligeramente diferente, no saldría de la órbita al espacio ni chocaría con el Sol. Simplemente alcanzaría una órbita ligeramente diferente alrededor del Sol: un poco más cerca, un poco más lejos, un poco más o menos elíptica, pero aún así una órbita estable.

Según Einstein, la gravedad no es una fuerza sino la masa del sol y la tierra que sigue a la deformación del espacio-tiempo debido a su masa. Uno puede usar los cálculos newtonianos y funcionan lo suficientemente bien como para llevar a un hombre a la luna y satélites sobre la tierra y algunos que han abandonado el sistema solar; sin embargo, se quedan cortos cuando miran el bamboleo procesional de los polos cuando los planetas están cerca del sol, como Mercurio. Además, la relatividad debe tenerse en cuenta para que los satélites GPS identifiquen su ubicación dentro de un metro. Sin usar las ecuaciones de Einstein, su GPS puede estar apagado hasta un kilómetro. Pero yo divago; La gravedad no es realmente una fuerza, sino la tendencia de la masa a seguir la curvatura del espacio-tiempo. Cuanto mayor es la masa, mayor es la curvatura del espacio-tiempo. La tierra tiene suficiente masa para mantenerla “cayendo” alrededor del sol. Si mide la gravitación de Venus o Marte, su masa inercial solo tendría ligeras diferencias en su masa inercial de lo que sería en la Tierra. Por supuesto, las atmósferas lo afectarían de manera diferente, ¡pero eso no es gravedad!

Ellos simplemente son.

Son las estadísticas de una gran nube de polvo que se derrumba bajo la gravedad. El momento angular y las posiciones radiales se distribuyeron al azar. Algunas partículas giraron en espiral hacia el centro y formaron el Sol. Más bien menos en espiral hacia afuera y lejos.

Después de que este vasto mecanismo de clasificación hubiera terminado, la fracción que permanecía en órbitas estables se redujo a la misma gravedad para formar planetas. Eso despejó el espacio intermedio.

Las órbitas estables de los planetas son solo el resultado de estadísticas de distribución aleatoria.

¿Detecto en su pregunta una sugerencia de algún mecanismo de organización invisible? ¿Algún tipo de plan? No necesitamos uno, solo el principio antrópico débil: las cosas son como son. Todo lo que un sistema planetario necesita para formarse es una gran nube de remanentes de nova y mucho tiempo. Este tuvo miles de millones de años.

La única fuerza que actúa en el planeta Tierra se debe a la atracción gravitacional y, como adivinan, el vector de esta fuerza apunta hacia el sol. También lo hace la aceleración correspondiente. La Tierra se acelera constantemente hacia el sol. Pero, siempre va (es decir, la velocidad) en ángulos casi rectos hacia donde se está tirando. La inercia sola quiere enviarla a toda velocidad.

Lo que está más cerca de decir correcto es que la energía cinética de la Tierra más su energía potencial debido al campo gravitacional del sol, además, es constante donde sea que el planeta se encuentre a lo largo de su órbita.

Quizás desde otro punto de vista hay fuerzas o la fuerza centrífuga “ficticia” que están equilibradas.

Bueno, la naturaleza mantiene las fuerzas en equilibrio. Si las fuerzas gravitacionales entre el Sol y la Tierra no estuvieran en equilibrio, algo sucedería y la Tierra no estaría en la órbita relativamente estable que mantiene sobre el Sol. O la órbita cambiaría (más alta o más baja, o con un enfoque diferente o excentricidad), o la órbita sería abandonada y la Tierra volaría hacia el cosmos, o alternativamente sería empujada hacia el Sol.

Intenta empujar la pared más cercana a ti, no pasó nada, ¿verdad? Ahora intenta un poco más, ¿todavía nada? Toma un martillo y golpéalo, ¿pintura arrancada? Sí, la ley de Newton.

¡Cada acción aplicada tiene una reacción igual y opuesta!

Simétrica, a menos que hasta, la fuerza de acción aplicada = reacción, se mantenga el equilibrio.

Las fuerzas equilibradas son la fuerza gravitacional y la fuerza centrífuga. La fuerza gravitacional depende de la distancia entre dos objetos, y la fuerza centrífuga está determinada por el tiempo de rotación del objeto. Entonces, la ubicación de la Tierra con respecto al sol y su tiempo de rotación (365 días) es tal que las fuerzas se equilibran y la Tierra permanece en su lugar en su órbita.

Espero que ayude.

Porque la Tierra está en una órbita circular. Si las fuerzas no estuvieran equilibradas, la Tierra se movería a un radio diferente cambiando la fuerza. Esta es una órbita elíptica.

La mayoría de las órbitas de los planetas alrededor del sol son casi circulares. Nadie sabe por qué esto es así.

La aceleración centrípeta es igual a

a = F / m = V ^ 2 / R

Wher V = velocidad orbital de la tierra

R = unidad astronómica

a = 0.00593 m / s2

La aceleración por gravedad es

a = F / m = GM / R ^ 2

G = constante gravitacional de newtons

M = masa solar

R = unidad astronómica

a = 0.00593 m / s2

La Tierra orbita alrededor del Sol en una órbita casi circular. Pero en realidad es una elipse. Por lo tanto, existe un amplio rango de velocidades que la Tierra podría tener y continuar orbitando alrededor del Sol.

Hay dos razones para esto:

  1. La fuerza de gravedad que ejerce el Sol sobre la Tierra hace que la Tierra caiga hacia él.
  2. La inercia que tiene la Tierra está en una dirección que es perpendicular a la línea imaginaria que conecta el centro de la Tierra con el Sol. Si el Sol se desvaneciera del Universo, el camino de la Tierra sería recto.

La gravedad del Sol y la inercia de la Tierra funcionan en armonía, de modo que a medida que el Sol atrae a la Tierra hacia ella, la curvatura del Sol mantiene la distancia del Sol a la Tierra aproximadamente igual.

Entonces, la Tierra en realidad está cayendo hacia el Sol. Pero debido a que el Sol es redondo, su superficie se mantiene aproximadamente a la misma distancia del Sol.

Porque, si no estuvieran equilibrados, una fuerza empujaría más que la otra.

Realmente no hay una fuerza que lo empuje. Esa es la Tierra que quiere seguir en línea recta. La curvatura es difícil de hacer, y es más difícil de hacer cuanto más pequeña es la órbita (más curva) y es más difícil de hacer si la Tierra se mueve más rápido.

Entonces, la Tierra se curva solo tanto como se ve afectada por la atracción gravitacional. Por lo tanto, siempre se ve equilibrado.

Ahora, si cambiamos la velocidad de la Tierra y / o la trasladamos a un lugar diferente, el tamaño y la forma de la órbita cambiarían y sería una órbita diferente. Pero incluso en esa nueva órbita, la fuerza de gravedad atractiva equilibraría perfectamente esa fuerza aparente que está alejando a la Tierra del Sol (lo que realmente no está sucediendo, es solo la Tierra, como con todo lo demás) que quiere seguir en línea recta. línea).