Según la relatividad general, ¿la caída libre bajo gravedad es un “movimiento inercial” o un “marco inercial”?

La caída libre en la relatividad general es el movimiento inercial.

Un marco de referencia puede considerarse como un sistema de coordenadas, en particular un sistema de coordenadas ortonormal (cartesiano).

Un marco de referencia en el que las partículas que experimentan un movimiento inercial están en reposo o se mueven a velocidad constante es un marco inercial (no acelerado). En la relatividad general, tales marcos generalmente solo se pueden definir, aproximadamente, en la vecindad inmediata de una partícula que cae libremente.

Como ejemplo, si considera que una manzana cae de un árbol, otras manzanas en su vecindad inmediata aceleran a la misma velocidad, por lo que en un marco de referencia unido a una de las manzanas que caen, otras manzanas están inmóviles o se mueven con velocidad uniforme. Sin embargo, cuando se trata de manzanas que caen de otro árbol en la cima de una montaña alta, la aceleración terrestre ya es notablemente diferente (al menos cuando se mide por instrumentos) en altitud, por lo que las manzanas que caen de ese árbol se acelerarán hacia abajo a una velocidad menor. ; por lo tanto, no se moverían uniformemente en el marco de referencia de las manzanas del primer árbol.

En ausencia de gravedad, se puede definir un marco inercial globalmente; es, muy simplemente, cualquier marco de referencia no acelerado.

En GR, un objeto que está bajo aceleración constante puede considerarse en movimiento inercial, aunque el término generalmente está reservado para un objeto bajo velocidad constante. La derivada de ambos es cero, por lo que hay algo importante sobre qué fuerzas cambiarían el movimiento en cada uno. En realidad, la aceleración constante solo existe bajo la gravedad en regiones cercanas a la Tierra, de lo contrario, tanto por los cambios de aceleración de Newton como de GR, y eso es un cambio en la inercia. No es aconsejable obsesionarse demasiado con la idea de los marcos inerciales más allá de la cuestión de entender la relatividad básica, ya que rápidamente requiere más contabilidad de la que es factible o necesaria. Todo debería estar dentro del alcance del problema inmediato, sea lo que sea.

En caída libre bajo gravedad, el objeto en caída libre no experimenta gravedad, por lo que si un hombre está en un elevador en caída libre, se sentirá ingrávido ya que no sentiría una reacción normal del piso porque él y el elevador están cayendo. al mismo ritmo y experimentando la misma aceleración.

Pero tienes razón, parece sugerir que es un ‘marco inercial’. No creo que sea ‘movimiento inercial’ porque está bajo aceleración.

No. La caída libre bajo la gravedad no es un movimiento interno porque ninguna fuente de gravedad es perfectamente lineal, por lo que siempre habrá una ligera aceleración dentro del marco. Sin embargo, puede ser una buena aproximación al movimiento interia para grandes fuentes gravitacionales esféricas.

No. El movimiento inercial es un término reservado para los casos en que no hay efectos gravitacionales o basados ​​en la aceleración. Lo que GR hace es proporcionar matemáticas para cuadros acelerados y gravedad.

No existe el término “marco inercial”. El término es “marco de referencia inercial” o simplemente “marco inercial”. Y todos los marcos inerciales están en movimiento inercial, por lo que la respuesta es: ambos.

Un marco de caída libre es inercial; se nota porque no hay pseudo-fuerzas divertidas. Recuerde que la gravedad se entiende, en GR, como un seudoforce.

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