¿Cuánto menos sentiría la gravedad si me parara en una torre que tiene 400 km de altura?

Usando la ley de gravitación de Newon:

[matemáticas] g = \ frac {GM} {r ^ 2} [/ matemáticas]

donde [matemática] G [/ matemática] es la constante gravitacional, [matemática] M [/ matemática] es la masa del objeto (estrella, planeta, lo que sea) y [matemática] r [/ matemática] es el radio dado.

El radio de la Tierra es de 6′378′100m, por lo que a una altura de 400′000 por encima de este, tiene:

[matemáticas] g = \ frac {GM} {r ^ 2} = \ frac {6.67408 \ cdot 10 ^ {- 11} \ times 5.972 \ cdot 10 ^ {24}} {(63780100 + 400000) ^ 2} [/ matemáticas]

[matemáticas] g = 8,68 ms ^ {- 2} [/ matemáticas]

Así que eso es la gravedad a esa altura.

La gravedad de la Tierra en la superficie es [matemática] 9.81 ms ^ {- 2} [/ matemática] así que a 400 km de altura la gravedad es

[matemáticas] \ frac {8.68} {9.81} = 88 \% [/ matemáticas] de gravedad normal.

Supongamos que la base de la torre está exactamente en el radio medio de la Tierra de 6.371 km.

Además, supongamos que la ley de gravitación de Newton [matemática] F = MmG / r ^ 2 [/ matemática], que en nuestro caso es correcta dentro de cualquier margen razonable (e irrazonable).

Ignoremos aún más el peso de la torre en sí, el efecto de la rotación de la Tierra, otros cuerpos celestes, el efecto del aire, etc.

Entonces la respuesta a su pregunta sería: [matemáticas] F1 / F0 = R ^ 2 / (R + h) ^ 2 [/ matemáticas], donde [matemáticas] F1 [/ matemáticas] es la fuerza que se siente en la parte superior de la torre , [matemática] F0 [/ matemática] – fuerza sentida en la superficie de la Tierra, [matemática] R [/ matemática] es el radio de la Tierra, y [matemática] h [/ matemática] – la altura de la torre. Observe que la masa de la Tierra [matemática] M [/ matemática], su masa [matemática] m [/ matemática] y la constante [matemática] G [/ matemática] de Newton se cancelaron cuando dividimos una fuerza por otra.

Si conectamos los números obtendremos [matemática] F1 / F0 = 0.885 [/ matemática]

Entonces, si su peso “aquí en la Tierra” es de 50 kilogramos (110 libras), entonces en la parte superior de la torre de 400 km será de poco más de 44 kg (97 libras).

Es decir, si mi matemática de la mañana es correcta …

400 km es 0.4 / (20 / pi) = 6.3% del radio de la Tierra. Esto disminuye la gravedad superficial en un factor de 1.063 ^ 2 = 1.13 o 13%.

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