Si la gravedad no tiene “fuerza o energía”, ¿por qué las naves espaciales necesitan toneladas de combustible para escapar de la atmósfera terrestre?

No sé dónde escuchó que la gravedad no tiene “fuerza o energía”, pero eso no es cierto. Percibimos la gravedad como una fuerza, como se puede demostrar fácilmente al levantar un objeto pesado y sostenerlo en el aire.

Sientes una fuerza que empuja el objeto hacia abajo, y esto es lo que llamamos la “fuerza de gravedad”. Para mantener el objeto contra esta fuerza, debes generar una fuerza hacia arriba con tus músculos que sea de igual magnitud. Para hacer esto, sus músculos deben gastar energía quemando una sustancia llamada glucógeno que su cuerpo produjo a partir de los alimentos que comió. Si desea lanzar el objeto al aire, sus músculos tendrán que quemar aún más glucógeno para producir una fuerza más fuerte que la fuerza de la gravedad. Esto no es esencialmente diferente de un motor de cohete que quema combustible de cohete para impulsar una nave espacial hacia el cielo.

Probablemente esté pensando en la gravedad como consecuencia del espacio-tiempo curvo, y esa también es una forma correcta de verlo. Debido a que el espacio-tiempo alrededor de la Tierra es curvo, el camino natural y preferido de cualquier objeto en sus proximidades es moverse hacia el centro de la Tierra a una aceleración de 9.8 metros por segundo por segundo. Si desea cambiar la trayectoria del objeto a través del espacio-tiempo para mantenerse a una altura constante sobre la tierra o para moverse hacia arriba, debe acelerarlo hacia arriba en una cantidad igual o mayor. Como se discutió anteriormente, esto requiere el gasto de energía. Alternativamente, si hay algún otro objeto entre él y el centro de la tierra, entonces esta otra cosa estará constantemente en el camino natural y preferido del objeto a través del espacio-tiempo. La trayectoria del objeto se doblará constantemente porque esta otra cosa está en el camino, de modo que siempre está presionando contra este otro objeto. Decimos que esta otra cosa siente el “peso” del objeto presionándolo.

Las otras respuestas me parecen buenas. No soy físico, pero agregaré esto de todos modos:

Hay dos modelos clásicos para describir la gravedad; Newtonianos y Einsteinianos. Ambos son “correctos”.

Según Newton, la fuerza de la gravedad es una fuerza real. Su cohete se mueve hacia arriba al exceder esa fuerza. Esa es la versión que aprendemos en sexto grado, y las matemáticas funcionan muy bien.

Según Einstein, la gravedad es la forma del espacio de tiempo. Sentado en la plataforma de lanzamiento, su nave se acelera constantemente hacia arriba por el suelo, lo que le impide caer libremente a lo largo de una geodésica gravitacional. Tu cohete se mueve hacia arriba acelerando lejos de esa geodésica. O algo así. Eso es más como la versión de 12º grado. Las matemáticas son más difíciles pero también funcionan muy bien, y aún mejor en algunas circunstancias exóticas.

Meh, fallé esa descripción, pero estoy quedando en blanco y mi batería se está agotando, así que tendrá que funcionar por ahora.

Esa energía se está pagando para escapar de las geodésicas geométricas en un pozo gravitacional. Por cada valor de energía cinética asociado con velocidades menores que la velocidad de escape, hay una geodésica correspondiente a la órbita alrededor del planeta.

Es bastante confuso decir que la gravedad no tiene “fuerza o energía”. Lo que es cierto es que la gravedad no requiere una fuente continua de energía para seguir ejerciendo una fuerza descendente. Pero tampoco lo hacen muchas cosas que resisten con éxito la gravedad, como las montañas.

Y si bien la gravedad extrae energía de las cosas que se mueven hacia arriba contra ella, en realidad es una cantidad relativamente modesta, y si tuviera una montaña que fuera lo suficientemente alta como para sobresalir de la atmósfera terrestre, sería relativamente barato escalarla. Desafortunadamente, la corteza terrestre y el manto son demasiado suaves para soportar montañas tan altas.

La verdadera historia aquí son solo cohetes, que son un desperdicio prodigioso, porque dependen de dar grandes cantidades de energía cinética al combustible. Lamentablemente, son el único juego en la ciudad si no tienes algo sólido contra lo que luchar, como una montaña.

La gravedad es un campo potencial, y simplemente moverse de A a B requiere energía. Con una nave espacial, se necesita un montón de combustible para subir tan alto contra un campo potencial.

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