¿Las órbitas de los objetos son esencialmente aquellos objetos que caen hacia un centro de masa, pero con un movimiento lateral que hace que el objeto falle y siga cayendo?

No creo que esta sea una forma útil de pensar en las órbitas. Una mejor manera de pensar en lo que está sucediendo es darse cuenta de que todos los objetos en movimiento están tratando de ir en línea recta y algunos están siendo desviados por la gravedad. Esto explica cómo los objetos pueden ser capturados por la gravedad de una gran masa, a pesar de que no caen hacia esa masa. Aunque las matemáticas de la teoría de la gravedad de Einstein, la relatividad general, son complejas, algunos de sus principios se pueden entender fácilmente. En la relatividad general, el espacio y el tiempo son curvos y los objetos viajan en lo más cercano a una línea recta, llamada geodésica. Entonces, básicamente, todo lo que viaja son líneas rectas, pero la gravedad cambia lo que significa ‘recto’ al curvar el espacio y el tiempo.

En efecto, es la transición matemática de Galileo (bolas de canon que trazan parábolas cada vez más largas) a Newton (satélites que orbitan la tierra).

Sin embargo, más profundo que eso, significa que puede asumir de inmediato que cualquiera de los dos cuerpos (astronómico o subatómico) se atraen entre sí en las profundidades del espacio (por gravedad, atracción electrostática, atracción magnética, lo que sea) no estará en curso de colisión. , per se, pero uno que los lleva a balancearse entre ellos. El Principio de incertidumbre de Heisenberg, por ejemplo, se asegurará de que la órbita nunca pueda tener exactamente cero metros de radio. (Sin embargo, una espiral hacia una colisión aún podría ser el resultado final, dependiendo de la física involucrada, como la fricción atmosférica o los efectos de túnel cuántico).

Si.

Richard Feynman explica mejor en sus conferencias;

Esta idea de que la luna “cae” es algo confusa, porque, como puede ver, no se acerca . La idea es lo suficientemente interesante como para merecer una explicación adicional: la luna cae en el sentido de que se aleja de la línea recta que seguiría si no hubiera fuerzas .

Tomemos un ejemplo en la superficie de la tierra. Un objeto lanzado cerca de la superficie terrestre caerá 16 pies en el primer segundo. Un objeto disparado horizontalmente también caerá 16 pies; A pesar de que se mueve horizontalmente, todavía cae los mismos 16 pies al mismo tiempo. La figura 7–3 muestra un aparato que demuestra esto.

En la pista horizontal hay una pelota que será impulsada hacia adelante un poco más lejos. A la misma altura hay una bola que va a caer verticalmente, y hay un interruptor eléctrico dispuesto de modo que en el momento en que la primera bola abandona la pista, se suelta la segunda bola. El hecho de que llegan a la misma profundidad al mismo tiempo es testigo del hecho de que chocan en el aire.

Un objeto como una bala, disparado horizontalmente, podría recorrer un largo camino en un segundo, quizás 2000 pies, pero aún así caerá 16 pies si se apunta horizontalmente. ¿Qué sucede si disparamos una bala cada vez más rápido? No olvides que la superficie de la tierra es curva. Si disparamos lo suficientemente rápido, cuando caiga 16 pies puede estar a la misma altura sobre el suelo que antes. ¿Como puede ser? Todavía cae, pero la tierra se curva, por lo que cae “alrededor” de la tierra. La pregunta es, ¿qué tan lejos tiene que llegar en un segundo para que la tierra esté a 16 pies debajo del horizonte?

En la figura 7-4 vemos la tierra con su radio de 4000 millas y el camino tangencial y en línea recta que la bala tomaría si no hubiera fuerza. Ahora, si usamos uno de esos maravillosos teoremas en geometría, que dice que nuestra tangente es la media proporcional entre las dos partes del diámetro cortadas por un acorde igual, vemos que la distancia horizontal recorrida es la media proporcional entre los 16 pies caído y el diámetro de 8000 millas de la tierra. La raíz cuadrada de (16/5280) × 8000 sale muy cerca de 5 millas. Por lo tanto, vemos que si la bala se mueve a 5 millas por segundo, continuará cayendo hacia la tierra a la misma velocidad de 16 pies por segundo, pero nunca se acercará más porque la tierra se curva lejos de ella.

Por lo tanto, el Sr. Gagarin se mantuvo en el espacio mientras recorría 25,000 millas alrededor de la tierra a aproximadamente 5 millas por segundo. (Él tardó un poco más porque estaba un poco más alto).

Figura 7-4. Aceleración hacia el centro de un camino circular. De la geometría plana, [matemática] x / S = (2R − S) / x≈2R / x [/ matemática], donde R es el radio de la tierra, 4000 millas; x es la distancia “recorrida horizontalmente” en un segundo; y S es la distancia “caída” en un segundo (16 pies).

En nuestro sistema solar, todos los planetas caen constantemente sobre el Sol debido a la fuerza de gravedad del Sol. El Sol sigue moviéndose todo el tiempo alrededor del centro de la galaxia Vía Láctea. Los planetas han conservado su velocidad original debido a la no fricción en el espacio. Los planetas siguen perdiendo el Sol O sobre disparan al Sol. Por eso están en órbita alrededor del Sol. Por la misma razón, los satélites artificiales permanecen en la órbita alrededor de la Tierra. Las razones son: el movimiento del Sol en el paraíso, la fuerza de gravedad del Sol y la velocidad de los planetas.

Sí. Otra forma de pensarlo es que la fuerza centrífuga del objeto giratorio es exactamente igual (y opuesta) a la fuerza atribuida a la gravedad, por lo que el objeto mantiene la distancia orbital a una velocidad.

Eso es bastante correcto.

La teoría de la gravedad de Newton se deriva esencialmente del conocido arte de las balas de cañón aplicadas a gran escala. Así como las bolas de cañón caen al suelo, también lo hace la luna. Simplemente viajando tan lejos que cuando llega al plano del horizonte, hay mucho espacio vacío allí.

Estoy de acuerdo con Andrew Mason.

Eres esencialmente correcto.

Lo tienes. El secreto para entrar en órbita es tener suficiente velocidad en una dirección lateral para perder el suelo.