¿La fuerza gravitacional tiene dirección?

“¿La fuerza gravitacional tiene dirección?” Todas las fuerzas tienen dirección, eso es parte de lo que significa ser una “fuerza” (*).

Una fuerza se define como aquella que causa la aceleración de un objeto, en el límite clásico, en proporción a la masa del objeto. Como la aceleración tiene una dirección, también la fuerza, y la dirección de la fuerza es la dirección de la aceleración.

Cuando solo estamos considerando una sola dimensión por simplicidad, escribimos

[matemáticas] F = ma [/ matemáticas]

de lo contrario lo escribimos como

[matemáticas] \ vec {F} = m \ vec {a} [/ matemáticas]

La multiplicación del vector de aceleración por el escalar de masa produce un vector de fuerza con la misma dirección que la aceleración.

De todos modos, la fuerza gravitacional, la fuerza que siente un objeto en un campo gravitacional debido a su potencial gravitacional, no es diferente.

¡Salud!


(*) Bueno, excepto por The Force en Star Wars.

El campo gravitacional o el potencial gravitacional no tiene dirección; Es solo un valor que varía de un lugar a otro y con el tiempo.

La fuerza gravitacional es lo que experimenta una partícula de prueba en presencia de un campo gravitacional: en lenguaje técnico, es el gradiente de ese campo. Si visualiza el campo gravitacional como un terreno montañoso, en cualquier punto dado el gradiente * es un vector que apunta en la dirección del descenso más pronunciado; La magnitud del vector mide la inclinación de ese descenso. Entonces sí, la fuerza gravitacional tiene una dirección.

En el caso muy simple, cuando el campo gravitacional se debe a un solo cuerpo esférico simétrico, la fuerza gravitacional siempre apunta en la dirección del centro del cuerpo.

Así, aquí en la Tierra, descuidando la gravedad de los objetos celestes o las perturbaciones locales debido, por ejemplo, a una gran montaña cercana, la fuerza gravitacional siempre apunta hacia el centro de la Tierra.


* Sí, lo sé, realmente estoy describiendo el gradiente negativo; el gradiente apunta en la dirección del ascenso más pronunciado. Simplemente no quería hacer esta explicación demasiado complicada.

No estoy de acuerdo con TODAS las respuestas y he aquí por qué. La gravedad es el resultado directo del paso del tiempo en el espacio 3D. La expansión del universo ES el paso del tiempo mismo. Entonces, sí, la dirección de la gravedad es exactamente opuesta a la expansión de cada partícula de Plank en el universo. En la escala de Plank, cada “singularidad”, el espacio 1D se expande como lo hace una hiperesfera. Estos crean “burbujas” de expansión futura del camino. Cuando estas “burbujas” se tocan, las películas de estas burbujas “crean” su localidad. Es por eso que se requiere una observación para medir cualquier cosa.

¡Sip! Es una fuerza y, como tal, se acciona en cierta dirección. Te empuja hacia el centro de la Tierra / fuente de atracción gravitacional o en términos de hombre cojo, te empuja hacia abajo

La fuerza es una cantidad vectorial, entonces sí.

La fuerza gravitacional debida a una masa puntual de masa M que actúa sobre otra masa puntual de masa m es:

[matemáticas] \ vec {F} = \ frac {-GMm} {r ^ 3} \ vec {r} [/ matemáticas]

Donde [math] \ vec {r} [/ math] es el vector que une M am .

Por lo tanto, notamos que la fuerza apunta de m hacia M.

Entonces podemos encontrar la fuerza en objetos más complejos, integrando la versión de masa puntual sobre el volumen del objeto.

Usando la ley de Gauss, podemos encontrar que la fuerza gravitacional sobre una distribución de masa esféricamente simétrica (como la Tierra), es exactamente la misma que para una masa puntual. Por lo tanto, concluimos que la fuerza de gravedad en la Tierra apunta hacia el centro de la Tierra.

Entonces sí, la gravedad tiene una dirección.

Por qué sí, lo empujarán en la dirección de la fuente de gravedad. En cuanto a la Tierra, la dirección obviamente se reduce a su parte más densa …

El tirón de dirección de la gravedad también depende de cuánto dobla el tejido del espacio y el tiempo

Imagine dejar caer una gran bola densa (que sería objeto de una gran masa: planetas, agujeros negros, etc.)
a un trampolín (espacio y tiempo)
luego coloque algunas bolas pequeñas (objetos de menor masa: humanos, animales, etc.)

Los pequeños bajarán en espiral hacia donde está la bola pesada

Esa es una manera perfecta de demostrar cómo la gravedad te empuja hacia el centro
¡lo que también puede aplicarse para demostrar por qué la Tierra y el resto de los planetas giran alrededor del sol! 🙂

Todas las respuestas hasta ahora han señalado correctamente, que la fuerza de gravedad actúa hacia el centro de masa, sin embargo, sospecho que eso no es lo que quería decir el OP.

Sospecho que el OP está pensando en fuerzas dirigidas como rayos láser y de radio y se pregunta si la fuerza de gravedad atractiva puede ser dirigida.

Puedo decir con seguridad que, como cuestión práctica, la respuesta es no. Sin embargo, en principio, podría ser posible. Cuando los agujeros negros colisionan y liberan ondas de gravedad, esas ondas deben ejercer una fuerza atractiva sobre los objetos que atraviesan, al igual que la gravedad de un planeta. Es inconcebible para mí que tales ondas puedan producirse de manera uniforme en todas las direcciones, por lo que este sería un ejemplo de una (especie de) atracción gravitacional dirigida.

Incluso si estoy en lo cierto (dejaremos que los físicos reales intervengan en eso) el efecto sería demasiado débil para ser de algún valor práctico.