¿Alguna vez has estado en un ascensor / elevador? Supongo que probablemente sí.
¿Qué sucede cuando comienza a subir? Te sientes un poco pesado. ¿No me crees, verdad? Bien, solo ve y compruébalo tú mismo. Y mientras lo hace, también observe cómo le hace sentir su peso percibido cuando está a punto de detenerse en el piso que se aproxima. Ah, se me olvidó mencionar, por favor, compruebe también lo que sucede cuando está bajando.
Si es posible, cierre los ojos e intente sentir su peso. Y decida si se está desacelerando mientras baja o acelerando mientras sube.
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Notarías estos:
- Te sientes pesado cuando se acelera (palabra elegante para aumentar la velocidad) hacia arriba (igual que desacelerar hacia abajo).
- Te sientes ligero cuando se desacelera hacia abajo (igual que acelerar hacia abajo).
¿Sabes por qué sucede esto? Porque el peso que percibes no es tu peso. Es el componente vertical de la fuerza de contacto por tierra (también llamada fuerza normal) que actúa sobre usted. Cuando está en casa, camina, habla o conduce su automóvil: su peso se neutraliza por esa fuerza de contacto.
Es igual y opuesto a la fuerza con la que la tierra te empuja. De lo contrario, caerías al centro de la tierra. Ley de Newton! Estás en reposo verticalmente porque la fuerza externa neta que se aplica sobre ti, a lo largo de la dirección vertical, es cero.
¿Qué sucede cuando su ascensor necesita acelerarlo? Tiene que haber una fuerza que neutralice más tu peso, ¿verdad? Entonces solo puede haber fuerza neta hacia arriba. La fuerza de contacto entre usted y el piso del elevador aumenta, y es por eso que se siente pesado.
¿Qué pasa mientras bajas en un ascensor? Necesita acelerarte hacia abajo. El piso puede aflojarse y dejar que una parte de la gravedad lo empuje hacia abajo.
Exactamente lo mismo sucede cuando subes y bajas las escaleras. En caso de elevación, la fuerza está siendo ajustada por la energía eléctrica que lo impulsa. En caso de subir las escaleras, debe hacer que el piso aplique una fuerza sobre usted, más de lo que ya está aplicando sobre usted.
¿Como hacer eso? Simple, aplicas una fuerza igual y opuesta en el piso usando tus pies, y te empujaría por igual (tercera ley de Newton).
Ahora, aplique esta lógica a su astronauta, a bordo de la EEI, girando alrededor de la Tierra. ¿Cómo gira en una órbita? La gravedad a esta altura está proporcionando la fuerza centrípeta necesaria, dirigida hacia el centro de la Tierra.
¿El piso o su entorno necesitan aplicar alguna fuerza sobre su astronauta? ¡Por supuesto no! La gravedad que está experimentando es suficiente para mantenerlo en órbita. De ahí la sensación de ingravidez de “gravedad cero”.
La próxima vez, cuando desee averiguar cuánto peso sentiría alguien en un entorno, use el enfoque de diagrama de cuerpo libre y resuelva la fuerza de contacto que se aplica verticalmente hacia arriba, lejos del centro de la Tierra. La respuesta a esa pregunta es la respuesta que está buscando. Resuelva para [matemáticas] N [/ matemáticas].
En cuanto a por qué no comienzan a orbitar alrededor del Sol o son arrastrados hacia el Sol, Robert Frost dio una respuesta detallada.