Si la aceleración de un cohete permanece constante en el espacio, ¿por qué no puede alcanzar la velocidad de la luz?

La aceleración es solo la tasa de cambio en la velocidad.

Tenemos una ecuación maravillosa para relacionar la fuerza con la aceleración:

F = ma.

Según la primera ley de movimiento de Newton, está bastante claro que cualquier objeto continúa en su estado hasta que la fuerza de desequilibrio externo actúa sobre él. Un cuerpo puede acelerar solo si se le aplica fuerza. ( aplicación de fuerza costo energía )

En el espacio, el cohete no puede acelerar hasta que expulsa combustibles quemados (sigue la conservación del impulso) . Si el combustible se detiene, el cohete continúa en su estado de movimiento con velocidad uniforme ( no aceleración uniforme ) .

Incluso si logramos acelerar el cohete de manera uniforme gastando una gran cantidad de energía, no puede acelerar para alcanzar la velocidad de la luz.

De la relatividad especial:

A medida que la velocidad del cohete se aproxima a la velocidad de la luz, su masa tiende a infinito. Para acelerar un objeto con masa infinita necesitamos una cantidad infinita de energía ( no puede permitirse ). Esa es la razón por la cual el objeto con masa no puede alcanzar la velocidad de la luz.

La representación gráfica de la relación entre masa y velocidad se ve más o menos así:

Esta es una buena pregunta. Nadie sabe realmente por qué. Pero Einstein demostró que sucede como se afirmó en la teoría especial de la relatividad. Sin embargo, en principio, su cohete alcanzaría la velocidad de la luz en el vacío si pudiera usar energía infinita. Observe que en la mecánica antigua más intuitiva newtoniana, si su nave espacial pudiera usar energía infinita, alcanzaría una velocidad infinita. Sin embargo, alrededor de 1900 se descubrió que hay c (velocidad de la luz) la velocidad máxima de cualquier partícula en el universo, por lo que no hay ninguna posibilidad de velocidad infinita o incluso más rápida que el vuelo ligero. Saludos.

Se debe a la relatividad. Desde una perspectiva externa, la persona que acelera acelera hacia la velocidad de la luz de forma asintótica.

Desde la perspectiva de la nave, continúa acelerando a la aceleración constante infinitamente. Al hacer esto, el viajero experimenta efectos relativistas que retrasan su reloj; También el universo será aplastado en la dirección del viaje. Una vez que tenga en cuenta esos efectos, el viajero teórico puede llegar al otro lado del universo en 1 segundo desde su perspectiva (o asintóticamente cerca de 0).

Pero desde el observador externo (en la tierra) tomas todo el tiempo que tarda la luz en viajar a ese lugar.

Como taquigrafía, considera que c es la velocidad del universo. Y la velocidad infinita es c. Para llegar a una velocidad infinita, necesitas energía infinita, por lo tanto no puedes viajar a la velocidad de la luz (velocidad infinita).

La aceleración de un cohete no permanece constante en el espacio.

A medida que suministra más energía a un objeto en movimiento, su masa sigue aumentando según la teoría de la relatividad especial. Como resultado, la tasa de aumento de la velocidad sigue disminuyendo. La velocidad está limitada a [matemáticas] c [/ matemáticas], la velocidad de vacío de la luz. Ninguna partícula de masa en reposo distinta de cero puede viajar a velocidad [matemática] c [/ matemática].

Un cohete solo puede acelerar mientras se gasta combustible, por lo que sí, con una cantidad de combustible imposiblemente impráctica, y una cantidad de tiempo ridícula que un cohete podría acercarse a la velocidad de la luz. (Hay otras consideraciones, pero hagámoslo simple).

La relatividad es extraña y difícil. Podemos describir qué es, pero no podemos ofrecerle un por qué.

Así que aquí hay algo que:

Supongamos que estoy sentado en una silla en mi jardín delantero y usted pasa a mi lado a 70 millas por hora. Alguien en la calle delante de ti nos ilumina. La luz me golpea a la velocidad c. Por lo tanto, podríamos esperar que te golpee a velocidad c + 70. Pero, no, también te golpea a velocidad c.

Como te golpea en c, puedes esperar que me golpee en c – 70. Pero, no, todavía me golpea en c. Totalmente raro

Bien, ahora digamos que pesas 100 libras. Y yo también. Y digamos que aceleras más y más rápido hasta llegar a .8 c. (Ese .8 c es relativo a mí, sentado en mi césped. Todo movimiento es relativo. Desde su marco de referencia, usted está sentado quieto en su auto mágico, y yo estoy corriendo detrás de usted en .8 c.)

Ahora, y no voy a buscar estos números, así que te garantizo que están equivocados, pero te darán la idea de a qué te enfrentas en tu intento de alcanzar la velocidad de la luz. como si estuvieras reducido a la mitad en tu dirección de viaje, y tu reloj (tienes un reloj realmente grande, así que puedo leerlo fácilmente) se mueve a media velocidad y pesas 200 libras en lugar de tus 100 libras descansar peso.

Pero desde su punto de vista, peso 200 libras, mi tiempo se ha reducido a la mitad y me he reducido en mi dirección de viaje. (Recuerde, desde su punto de vista, soy yo quien se está moviendo).

Ahora, una de sus otras respuestas señala que no puede transportar suficiente combustible para alcanzar la velocidad de la luz. Ese no es el punto. El punto es que c se aborda asintóticamente; nunca puedes llegar allí.

Una forma de verlo es que cuanto más pisas el acelerador, más pesado te vuelves. (O cuanto más pesado me pongo, según el punto de vista). El combustible se convierte en masa en lugar de velocidad.

Porque la velocidad de la luz es constante independientemente del movimiento del observador. Así que no importa qué tan rápido te muevas, siempre verás la luz pasar 299792458m / s más allá de ti.

La aceleración constante no se puede mantener tanto tiempo. La aceleración constante significa aumentar tu velocidad cada vez más. No solo tomaría demasiado combustible, sino que la masa de su nave comenzaría a aumentar, consumiendo más combustible, etc.

Puede estar pensando en la velocidad constante, que puede mantenerse en ausencia de efectos gravitacionales, pero no le compra nada.

Es un asunto un poco complicado, cuando la velocidad del cuerpo alcanza la velocidad de la luz, su masa comienza a moverse hacia el infinito. Entonces, para mantener la aceleración constante, su empuje también aumenta hasta el infinito. Pero si considera el empuje constante, su velocidad oscilará con la amplitud, ya que la velocidad de la luz y la frecuencia dependerán de la masa y el empuje. Se

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