¿Por qué parece haber ingravidez (gravedad cero) en las naves espaciales que orbitan alrededor de la Tierra? En una nave espacial geosincronizada, ¿no tendrían esencialmente el mismo peso que si estuvieran en la superficie de la Tierra?

Al principio, esta respuesta se escribió sobre una pregunta: ¿Por qué un objeto en un satélite que orbita alrededor de la Tierra no tiene peso (Física)?

Dentro de una pregunta, se expresó como una prueba discreta con variantes y solo un derecho. Fue la variante C caída libre. Estaba el texto:

Un objeto en un satélite que orbita alrededor de la Tierra no tiene peso porque:

A) g = 0
B) Ninguna fuerza actúa sobre él.
C) Su movimiento es caída libre.
D) Está lejos de la tierra.

Por favor explique brevemente.

Después de una hora o más, la respuesta a esa pregunta se movió aquí con un mensaje:

<< Usted fue redirigido porque esta pregunta se fusionó con ¿Por qué un objeto en un satélite que orbita alrededor de la Tierra no tiene peso (Física)? >>

Me gusta el texto escrito y he decidido mantenerlo sin cambios. Pero debo agregar que hay gravedad en la órbita, y juega un papel importante. El resto sigue.

Por supuesto, la variante C es correcta.

En general, cuando veo una prueba discreta en física arruina mi estado de ánimo. ¡La física no es un cómic! En la tarea de la física, la forma de pensar es importante y no su resultado. Conocimiento revelado al explicar la solución pero no al obtener un valor numérico.

En cuanto al satélite, es un marco de referencia no inercial en el que todos los cuerpos están bajo la acción de tal fuerza que les da la misma aceleración. La única fuerza que actúa sobre los cuerpos de los satélites es la fuerza de la gravedad. ¡Y la fuerza de la gravedad tiene esta maravillosa propiedad! Esta fuerza es proporcional a la masa, y la aceleración es proporcional a 1 / m, y en consecuencia, la aceleración tiene un valor constante que es igual para cada cuerpo.

Es por eso que los cuerpos acelerados juntos no interactúan entre sí. ¡Pero el peso es el resultado de la interacción de un cuerpo con algo de soporte o suspensión! Pero como no existe tal interacción, no existe peso.

Para sentir una caída tan libre en este contexto, permítete tomar en cuenta algo pequeño pero pesado. Esto puede ser una pesa con un peso de 2-3 libras o 1-2 kilogramos. Sube la pequeña elevación escalonada. La silla duradera normal es bastante adecuada para este propósito. Ahora, salta suavemente al suelo. Durante ese corto vuelo no sentirás el peso de lo que tienes en la mano. Y no es porque en vuelo no sientas las manos y los pies). Esto se debe a que ni usted ni la pesa tienen el peso durante su vuelo.

Y eso se debe al hecho de que no tienen ningún apoyo ni suspensión para actuar sobre ellos con esta fuerza que se llama peso. Su mano vuela como lo hace la mancuerna y vuela con la misma aceleración gy no puede evitar que las mancuernas caigan como lo hizo antes del salto. En resumen, todo como en el satélite, pero muy brevemente.

Tenga cuidado y recuerde que el peso en la mano no debe ser muy grande, pero debe ser bien palpable. Necesita controlarlo fácilmente para evitar lesiones. Cuando 1 kg es demasiado para usted, tome 0.5 o incluso 0.1 kg. En este último caso, es una buena idea pensar en practicar deportes. ¡Buena suerte!

He recibido un comentario con dicho texto:

La pregunta es errónea: ” Un objeto en un satélite que orbita alrededor de la Tierra no tiene peso porque:” porque un objeto en órbita de la Tierra no es realmente “sin peso”. El objeto TODAVÍA tiene peso, solo tiene la SENSACIÓN de ingravidez porque está en caída libre. La gravedad en la órbita terrestre baja es casi la misma que en la superficie.

Es un muy buen comentario y le agradezco a Stuart Gray.

El hecho es que en mi país el peso se define como la fuerza con la que el cuerpo actúa sobre el soporte o la suspensión bajo la influencia de la gravedad.

Esto es lógico porque la fuerza gravitacional ya tiene su nombre. Es decir, el peso depende de si el sistema “soporte más cuerpo” se mueve acelerado o no. Y como la pregunta se plantea exactamente, así que la respondí.

Repito: respondí eso porque decidí que el peso se define en el país de la persona que hizo la pregunta, así como se determina en mi país.

No voy a desafiar el estándar en el que la fuerza gravitacional recibe un nombre diferente. Además, la definición de peso a la que estoy acostumbrado tiene defectos. Sin embargo, echemos un vistazo alrededor. Aquí está uno de los primeros enlaces en la solicitud a Google con el texto “la definición de peso físico”:

Peso – Wikipedia

La imagen muestra: “Una balanza de resorte mide el peso de un objeto”. Y se entiende que mide el peso en nuestra definición. Se podría decir que las condiciones de medición incluyen el sistema de descanso y demás, pero … Mire más allá: hay un capítulo “Definición ISO” y resulta que

“Cabe señalar que, cuando el marco de referencia es la Tierra, esta cantidad comprende no solo la fuerza gravitacional local, sino también la fuerza centrífuga local debida a la rotación de la Tierra, una fuerza que varía con la latitud”.

Wow … ¿Es eso realmente acerca de la fuerza gravitacional mg? Es muy similar a la propiedad del peso de un determinado ya que estoy acostumbrado.

Sin embargo, le agradezco Stuart por su comentario. Ayudará a quienes lean el tema a determinar si la respuesta es aceptable en un país del lector o no. Después de todo, el peso en diferentes puntos de nuestro planeta opera de diferentes maneras, no solo dependiendo de la latitud geográfica y la altitud sobre el nivel del mar y nadie sabe cuándo cambiará esta situación. : -)

La mejor ilustración para mí es la bala de cañón de Newton
cuando estás en caída libre, sin considerar la fricción del aire, te sientes perfectamente ingrávido.
Si lanzas con una velocidad tangencial, también te sentirás ingrávido, pero tocarás el suelo aún más (trayectoria A)
El caso es que la Tierra es (casi) esférica. Entonces verás el suelo tratando de “escapar” bajo tus pies. Pero si su velocidad tangencial no es lo suficientemente alta, seguirá terminando en el suelo, y cuanto más aumente esta velocidad tangencial, más la tocará (trayectoria B)
Cuando alcanzas la velocidad orbital, el suelo escapa por debajo de tu velocidad tan rápido como caes, por lo que nunca lo tocas y caes para siempre (trayectoria C: órbita circular)
Si vas demasiado rápido, tendrás la trayectoria D y tu órbita será elíptica.
Finalmente, si tu velocidad es lo suficientemente alta, superarás la gravedad de la Tierra y la dejarás (trayectoria E)

PREGUNTA: ¿Por qué parece haber ingravidez (gravedad cero) en las naves espaciales que orbitan alrededor de la Tierra? En una nave espacial geosincronizada, ¿no tendrían esencialmente el mismo peso que si estuvieran en la superficie de la Tierra?

RESPUESTA: Otras personas han explicado que la nave espacial (y los pasajeros) están cayendo alrededor de la tierra, por lo tanto, en caída libre, constantemente. La bala de cañón de Newton a la que se refiere Lorris Mosby es exactamente correcta.

Lo que algunas personas podrían no percibir de inmediato es que cuando ven un cohete que lanza un satélite o un transbordador, sube hacia arriba. No es solo ir directamente a la “altitud de la órbita” y escupir el satélite.

En la primera parte del lanzamiento, parece que se dirige hacia arriba, directamente lejos de la Tierra, mientras que el gran cañón del Newton Cannon parece lanzar proyectiles paralelos a la superficie de la Tierra. Para hacer eso real, necesitarías un cañón muy, muy, muy alto. El cohete levanta la carga útil y también se mueve ‘horizontalmente’ con respecto a la superficie de la Tierra, por lo que cuando es lo suficientemente alto, es muy parecido al cañón extremadamente alto que lanza un proyectil.

Lo que realmente está sucediendo es que sube un poco hacia arriba, en parte para atravesar la mayor parte posible de la parte más gruesa y de alta fricción de la atmósfera en el menor tiempo posible, pero pronto comienza a girar en su camino y volar hacia abajo -rango (como lo llaman) mientras sigue subiendo más alto.

Esto normalmente se hace en la dirección en que gira la Tierra, de modo que la velocidad de rotación de la Tierra (que tenía el cohete cuando se lanzó) se agrega a la velocidad creciente del cohete a medida que vuela. En el ecuador, ese método agrega efectivamente 1000 millas por hora de velocidad “libre” al progreso del vehículo. Si se lanzaran en dirección oeste (contra la dirección de nuestra rotación), necesitarían el cohete para quemar combustible extra, acelerando así, ya que en el lanzamiento el cohete se estaría moviendo 1000 millas por hora “hacia atrás” de la dirección en que la carga útil eventualmente orbitaría. Hacer eso es raro. La mayoría de los ingenieros y científicos de cohetes están ansiosos por aprovechar el impulso ‘gratis’ de mil millas por hora desde simplemente apuntar el cohete hacia el este después del lanzamiento.

Entonces, a medida que el cohete alcanza el espacio y se acerca a la velocidad que necesita para orbitar a una altitud determinada, vuela principalmente “horizontalmente” o casi tangencialmente a la Tierra. Cuando alcanza la velocidad y altitud deseadas, vuela tangencialmente a la Tierra, pero el tirón de la gravedad de la Tierra dobla ese camino hacia la Tierra.

Si lo han hecho a la perfección, la velocidad con la que se mueve el vehículo equilibra la atracción de la Tierra, y el vehículo cae alrededor de la Tierra llevando toda la velocidad que acumuló desde el cohete que lo empujó. Casi sin atmósfera para resistir su vuelo, no pierde esa velocidad como lo haría si estuviera más abajo y se encontrara con un aire más denso. Entonces simplemente continúa. (Vea la sección sobre la Luna, más adelante)

Cualquier persona que estaba dentro del vehículo fue aplastada en sus asientos por la aceleración del cohete (y el vehículo adjunto) mientras luchaba por subir en el pozo de gravedad. Ahora que tiene suficiente velocidad y es lo suficientemente alto como para no verse afectado por la resistencia de la atmósfera, simplemente sigue cayendo. Las personas en el vehículo dejan de sentir presión cuando el cohete se apaga y se desprende. Están cayendo alrededor de la Tierra al igual que su contenedor.

ÓRBITAS DIFERENTES PARA DIFERENTES FINES

Como otros han señalado, un objeto que orbita alrededor de la altitud de la estación espacial gira alrededor de la Tierra en aproximadamente una hora y media (a poco más de 17,000 millas por hora). Mientras tanto, la Tierra continúa girando debajo de ellos.

Por supuesto, los objetos (satélites, vehículos, basura espacial) pueden tener todo tipo de direcciones a esa altitud.

Si la órbita final está directamente en línea con el ecuador, entonces el vehículo o satélite sigue pasando sobre la misma franja alrededor de la cintura del planeta. Si la dirección de la órbita era norte-sur, entonces el vehículo pasa sobre uno de los polos, pasa por tierra y agua hasta el otro polo, pasa sobre ese polo y hacia el otro polo en un círculo continuo. Pero la Tierra gira bajo esa órbita, por lo que cada pasada cubre una nueva franja de tierra, como pelar una manzana con uno de esos peladores de franjas continuas.

Los satélites de geociencia, y algunos satélites espías, con cámaras y radares y lidar y demás, están viendo y grabando tiras que luego se ensamblan para proporcionar una imagen de todo el planeta. Eso es lo que sucede cuando el vehículo está orbitando a altitudes más bajas.

GEOSINCRÓNICO

Sin embargo, si el vehículo / satélite se encuentra en una ruta ecuatorial (va de oeste a este sobre el ecuador), no de norte a sur, entonces si se eleva lo suficiente (alrededor de 22,000) se está moviendo a la misma velocidad angular que parche de tierra (o agua) en el ecuador de la Tierra, muy por debajo. Es decir, el punto en la tierra y el satélite muy por encima tienen el mismo período orbital. Entonces, ese parche de tierra se mueve a aproximadamente 1000 mph a medida que recorre el centro de la Tierra en 24 horas. El satélite geoestacionario se mueve a una distancia mucho mayor desde el centro de la Tierra, por lo que necesita volar / caer a aproximadamente 6878 millas por hora para mantenerse exactamente por encima de ese punto en la Tierra.

Otro satélite también puede estar en órbita geoestacionaria adelante o atrás en ese mismo círculo, y nunca se acercan entre sí. Cada uno se mantiene por encima de su punto particular en el ecuador de la Tierra. Esto permite que los satélites de comunicaciones siempre transmitan y reciban desde la misma área del planeta a continuación. También es la razón por la cual las señales de comunicación satelital son más débiles cerca de los polos (más lejos del ecuador), por lo que los transceptores en el suelo o en el aire deben ser más sensibles o tener antenas más grandes para reunir más señal.

En lo que respecta al efecto de ingravidez, es el mismo que en cualquier otra órbita. Si está en caída libre con el satélite, no tiene peso aparente con respecto a ninguna parte del satélite.

GPS

Los satélites GPS vuelan / caen a aproximadamente doce mil quinientos kilómetros sobre la Tierra (mucho más bajo que los satélites geoestacionarios o geoestacionarios). Normalmente hay suficientes de ellos dando vueltas en diferentes órbitas y transmitiendo activamente, de modo que, desde cualquier lugar de la Tierra, un receptor GPS puede “ver” al menos algunos de ellos en cualquier momento del día o de la noche. Esto permite al receptor comparar señales y posiciones conocidas para determinar la posición del receptor dentro de esa jaula de satélites en constante movimiento. A medida que uno se pone, se levantan uno o dos. El número de satélites y su movimiento aseguran que ningún lugar en la Tierra esté fuera de la línea de visión de suficientes satélites para que un receptor determine su posición.

“PESO” EN EL ESPACIO

Si está en órbita en un vehículo o una estación espacial, y desea el efecto de tener peso, la única forma de hacerlo es mediante la fuerza centrífuga / centrípeta. Es decir, una parte de la estación, o toda, debe estar girando en círculo. Algunos diseños para posibles estaciones espaciales tienen anillos de rosca (toro) que giran alrededor de un eje central. Cualquier objeto o persona en el huso no sentiría ningún efecto de peso, pero una persona u objeto en el toro giratorio experimentaría una fuerza hacia afuera desde el centro. Para que la gente pudiera vivir en esa “gravedad” simulada en el interior del toro. Cuanto más grande es el toro, o cuanto más rápido gira, mayor es el efecto. No me molestaré en proporcionar los cálculos, tamaños y velocidades, pero más grande es mejor. Si tiene un anillo más pequeño y lo hace girar más rápido, las personas que lo habitan se sentirían constantemente raras debido a:

– fuerzas de Coriolis y

– debido al gradiente de gravedad falsa del paso – sus pies serían más pesados ​​que sus cabezas mientras están de pie o sentados. Solo mientras está acostado todas sus piezas experimentarán aproximadamente la misma aceleración.

Si una estación de giro pudiera hacerse lo suficientemente grande, podría ser posible proporcionar una ‘gravedad’ simulada equivalente a la que se experimenta en la superficie de la Tierra, y la diferencia entre lo que sentían su cabeza y sus pies sería mínima.

Piense en pararse y sostener un cubo lleno de agua por su asa. El agua permanece adentro porque la gravedad lo empuja hacia el fondo del cubo. Si comienza a girar en su lugar y deja que su brazo, con el balde, vaya a donde quiera, comenzará a alejarse de su cuerpo. Mientras más rápido gire usted mismo, mientras sostiene esa manija, más alto el balde tirará de su brazo, hasta que, si logra girar lo suficientemente rápido (y aún puede sostenerlo), el balde tendrá su brazo casi horizontal a la altura del hombro . El agua todavía se presionará en el “fondo” del cubo, porque la aceleración de su giro empujándolo hacia afuera supera la aceleración de la gravedad que quiere tirar del agua hacia la Tierra.

Quizás hayas visto centrifugadoras de entrenamiento de astronautas; una silla en el extremo de un brazo largo se hace girar más y más rápido para simular múltiplos de gravedad normal.

Un efecto equivalente ocurre si estás dentro de un toro que gira en el espacio.

Si gira a la velocidad correcta para su diámetro, puede simular la gravedad más o menos como si estuvieras parado en la Tierra. Eso ayuda a darle vida a un “arriba” y un “abajo” y ayuda a mantener fuertes los músculos y los huesos.

Espero que eso ayude más de lo que confunde.

BONO DE LUNA

La luna efectivamente no tiene atmósfera, por lo que con un arma lo suficientemente potente, debería ser posible disparar horizontalmente lo suficientemente rápido como para que el proyectil orbitara la luna a la altura que sostenía el arma. Suponiendo que no haya cadenas montañosas en el camino, O que estuvieras encima de la más alta, podrías disparar y esperar y terminar disparándote en la espalda.

De acuerdo, sería difícil obtener la potencia de la pistola y el ángulo necesario exactamente, pero en principio … saber cuándo agacharse. Y para vincularlo con la pregunta, en la superficie de la Luna, sentiría que pesa aproximadamente 1/6 de lo que hace aquí en la Tierra, pero la bala simplemente estaría cayendo alrededor de la Luna y, por lo tanto, se sentiría “ sin peso ”.

Los astronautas no son ingrávidos. Experimentan microgravedad.

Tan cerca de la tierra como están, la gravedad es un factor enorme. No podría, por ejemplo, salir y simplemente flotar en el espacio.

La razón por la que parece no tener peso es porque la ISS y los astronautas están cayendo a la misma velocidad. El movimiento hacia adelante provoca un impulso angular lejos de la tierra y la gravedad tira hacia abajo. Esto se equilibra en un fenómeno maravilloso que llamamos órbita.

Una órbita realmente es como disparar una bala de cañón tan rápido que cuando cae al suelo, el suelo se curva debajo de ella hasta el punto de que nunca golpea la tierra, sino que simplemente gira perpetuamente.

Por esta razón, el transbordador espacial está cayendo. También avanza muy rápido y, a medida que cae, da la vuelta a la curvatura de la tierra y da vueltas y vueltas, junto con las personas y las cosas dentro de ella. Todos están cayendo al mismo ritmo, dando la impresión de ingravidez.

Es por eso que se llama microgravedad y no ingravidez.

La fuerza de la gravedad sigue siendo, como has deducido, casi tan fuerte en la órbita de la EEI como en la Tierra. Pero, a diferencia de si estuvieran parados en la Tierra, están cayendo libremente. Son como un paracaidista en el instante en que sale del avión, o un pasajero en un ascensor en el momento en que se rompe el cable. Están cayendo libremente, y también la ISS y todo lo que contiene. Tienen el mismo peso que tendrían en la Tierra, pero ese peso está cayendo en picado sin nada que lo desacelere.

Lo que los salva es el hecho de que también tienen una gran velocidad horizontal. Para cuando han caído en picado a la Tierra, la Tierra no está allí. Está detrás de ellos. Entonces ahora caen en picado hacia la Tierra detrás de ellos, lo que les impide desaparecer en la distancia infinita. Pero una vez más, para cuando están donde estaba la Tierra, han superado. Un proceso que continúa para siempre, más o menos, y está en órbita.

Douglas Adams dijo que la forma de volar era arrojarse a la Tierra, y fallar. Eso es lo que hacen los astronautas en órbita.

Tanto la nave espacial como el astronauta en su interior están orbitando la Tierra a una velocidad que equilibra con precisión el tirón de la gravedad hacia abajo con el tirón hacia arriba de la fuerza centrífuga. Debido a que las dos fuerzas se equilibran, el astronauta y la nave espacial no sienten el efecto de la gravedad.

La aceleración gravitacional completa solo es evidente cuando un cuerpo está estacionario, ya sea en la superficie de la Tierra o 220 millas arriba, no importa cuál, aunque la atracción es un poco menor a 220 de altura como usted dice. Dado que la EEI está en órbita, por definición, esto significa que rodea la Tierra a gran velocidad. La velocidad orbital es tal que la aceleración centrípeta produce un giro hacia afuera (como si estuviera en la rotonda de un niño) que contrarresta exactamente la atracción gravitacional a esa elevación. Más rápido y tu elevación aumenta a una órbita más alta, más lenta y caes en una órbita más baja. Demasiado lento y caes a la Tierra. Demasiado rápido y existe el campo gravitacional de la Tierra por completo. La atracción gravitacional aún existe, es solo que es contrarrestada exactamente por la fuerza centrífuga causada por la rotación orbital.

Un cuerpo caerá hacia la Tierra debido a la gravedad. Cuando arrojas el cuerpo lejos de ti, caerá en una trayectoria curva (que también se llama “parabólica”). Sin embargo, la Tierra misma también tiene curvatura, en lugar de una superficie plana (en la que creen los Flat-Earthers).

Por lo tanto, cuando arrojas el cuerpo a una velocidad determinada, seguirá cayendo mientras la superficie de la Tierra se curva y, por lo tanto, la trayectoria del objeto se convertirá en un circuito cerrado que también se conoce como “órbita”.

Cuando un objeto cae libremente en el vacío del espacio, no experimentaría aceleración, y esto se traduce en una fuerza cero basada en la segunda ley de Newton. Esta es la fuente de ingravidez de todo lo que está en órbita alrededor de la Tierra.

Dos cosas entran en juego. Primero, la fuerza de gravedad disminuye en proporción al cuadrado de la distancia desde el objeto. Entonces, cuanto más lejos llegue, menor será la fuerza gravitacional. Pero lo más importante es la órbita. Cuando un objeto está en órbita, su fuerza centrífuga es igual a la fuerza gravitacional (fuerza centrípeta), negando así los efectos aparentes de la gravedad de la Tierra.

La gravedad siempre está atrayendo objetos, es cierto, ¡pero ese tirón afecta a la luna! ¡O la atracción por la gravedad del Sol afecta a la Tierra!
Debido a la velocidad de las naves espaciales y a la ausencia de contacto físico con la Tierra o cualquier objeto de gravedad, se sienten ingrávidas.
En caso de que, si encuentra una respuesta que indique, no hay gravedad en el espacio, no lo crea. De lo contrario, hay gravedad en el espacio, ¡cómo permanecen la Tierra y otros planetas gira el Sol en órbita sin escapar!

Su peso (masa) es atraído hacia la tierra por la gravedad y arrojado hacia afuera por el centrípeto en la misma cantidad equilibrándose entre sí.

Lo mismo que cuando bucea bajo el agua y exhala su peso y su flotabilidad se equilibran entre sí.

En el cometa de vómito, el avión utilizado para entrenar a los astronautas el avión desciende a la misma velocidad que su cuerpo cae. Dando el mismo efecto que estar en el espacio hasta que el avión suba, entonces te sientes el doble de pesado.

Debido a que no hay suficiente gravedad para tirar y, por lo tanto, la aceleración gravitacional permanece fuera de discusión. Todos sabemos que, el peso de cualquier cosa en la tierra, se compone de la masa del cuerpo u objeto o cualquier cosa, y la aceleración gravitacional de la tierra [matemáticas] (W = m \ veces g) [/ matemáticas]. Ahora, si tomamos esa parte [matemática] ‘g’ [/ matemática] de la fórmula como insignificante, entonces lo que queda es masa y, por lo tanto, es natural que te sientas sin peso sin gravedad.

Espero que esto te ayude.

Es porque mientras están en el espacio, los astronautas están en un estado de caída libre.

Durante una caída libre, el peso de un objeto desaparece.

Más detalles aquí Masa versus peso

Por la forma en que trabajan los Gs. En un entorno de gravedad cero, está tirando de cero Gs. Una G es la cantidad estándar de Gs que extrae un humano. Entonces, si un humano está tirando de dos G, está tirando el doble de su peso porque están siendo empujados hacia abajo por el doble de los G que normalmente experimentarían, o el doble de la gravedad (en términos simples). Como hay cero gravedad en el espacio, hay cero Gs. Lo que significa que el astronauta estaría tirando cero veces su peso real, que es cero. Entonces, cuando un astronauta está en el espacio, hay cero G empujándolos hacia abajo, haciéndolos sin peso en esa situación.

Para resumirlo:

El astronauta estará representado por a .
a = 80 kg (175 libras)
1G = a x 1 = 80 kg (175 libras)
2G = a x 2 = 160 kg (350 lb) (así sucesivamente)
Lo que significa que en el espacio (Un entorno con 0 Gs):
0G = a x 0 = 0 kg (0 lb)

Los astronautas, la ISS y otras cosas cercanas están en órbita . Eso significa que la gravedad y las fuerzas centrípetas están perfectamente equilibradas. Sin fuerza neta significa que no hay aceleración hacia nada, incluida la Tierra o entre sí (g = 0). Se sienten sin peso porque el peso (w) = m * g, y g = 0. La masa (m), sin embargo, no ha cambiado. Entonces, si regresaran a la Tierra, todo pesaría lo mismo que antes porque la aceleración en la Tierra es de 1 g.

Los astronautas en órbita están en ‘caída libre’, como en un ascensor con el cable cortado. La estación espacial viaja muy rápido tangencialmente y quiere viajar en línea recta. Pero la gravedad de la Tierra tira de él y lo acelera. Pero, aunque desciende, su alta velocidad de avance se agrega continuamente y forma una órbita circular (o elíptica). Entonces la gravedad actúa sobre ellos, como lo hace el ascensor que cae libremente. Llamar a la flotante “ingrávida” es quizás un nombre inapropiado.

¿Por qué parece haber ingravidez (gravedad cero) en las naves espaciales que orbitan alrededor de la Tierra?

Porque los objetos en órbita caen constantemente. Si saltas de un edificio, no tendrás peso hasta que toques el suelo. Una nave espacial en órbita también está cayendo, pero va de lado lo suficientemente rápido como para seguir perdiendo terreno. Suena divertido, pero así es como funciona.

En una nave espacial geosincronizada, ¿no tendrían esencialmente el mismo peso que si estuvieran en la superficie de la Tierra?

No, porque también se están moviendo de lado bastante rápido para mantenerse al día con la Tierra en rotación. Si realmente estuvieran sentados quietos en el espacio, y la Tierra girara debajo de ellos, entonces tendrían que disparar constantemente un cohete hacia abajo para evitar que cayeran y entonces sí, sentirían casi la misma gravedad que ustedes sienten en la Tierra.

Parte del problema aquí es que a menudo hablamos de un cuerpo en caída libre (por ejemplo, en órbita) como “ingravidez”, pero esto es realmente engañoso. En tales casos, todavía tenemos peso (definido como la fuerza debida a la gravedad), pero no SENTIMOS ese peso porque ninguna otra fuerza lo resiste y, por lo tanto, no genera ningún estrés interno en nuestro cuerpo.

En general, lo que sentimos son solo las fuerzas entre diferentes partes de nuestro propio cuerpo que surgen cuando las fuerzas externas causan diferentes aceleraciones en diferentes partes de nosotros (por ejemplo, en la Tierra, la única fuerza ascendente * externa * que contrarresta nuestro peso se aplica a el suelo y lo que mantiene nuestro cuerpo en alto es la fuerza interna entre nuestros pies y el cuerpo debido a la compresión de las piernas).

PD La órbita de la EEI no está “geosincronizada” (lo que significa que aparentemente flota sobre un punto fijo en la Tierra en lugar de moverse a través del cielo, y que solo ocurre para una órbita que está mucho más arriba).

La caída libre es en realidad cuando ninguna fuerza además de la gravedad está trabajando en ti. Los astronautas no tienen peso porque están cayendo constantemente (y también lo hace todo a su alrededor, todo a la misma velocidad). También se están moviendo de lado lo suficientemente rápido como para perder el planeta y continuar cayendo.