Si la gravedad es más fuerte a medida que te acercas al centro de un cuerpo, ¿por qué los objetos como los globos de helio se detienen cuando alcanzan cierta altura en el cielo en lugar de caer al suelo?

En realidad, hay dos fuerzas trabajando en el globo:
1. La fuerza gravitacional sobre el globo.
2. La fuerza de flotación en el globo que surge de la diferencia de densidad del gas helio que es menos denso en comparación con el aire fuera del globo.

La fuerza de flotación aumenta con la diferencia de densidad y la fuerza gravitacional permanecerá casi constante aquí porque el globo se elevará solo unos pocos kilómetros, que será muy pequeño en comparación con la distancia desde el centro de la Tierra (6400 km).

La diferencia de densidad disminuye con la altitud porque el aire se vuelve más delgado, por lo tanto, la fuerza de flotación disminuirá hasta que sea igual a la fuerza de gravitación por encima de eso, si continúa, su velocidad se mantendrá primero debido a la fuerza neta cero.

Sin embargo, la densidad del aire depende de la altura exponencialmente y la fuerza de flotación disminuye a un ritmo más rápido en comparación con la fuerza gravitacional, por lo que el globo sentirá una fuerza neta hacia abajo. Si va por debajo del punto de fuerza cero, experimentará una fuerza neta hacia arriba debido a la mayor diferencia de densidad.

Si el globo realmente deja de elevarse depende del diseño del globo.

Si se trata de un globo meteorológico estándar de “presión cero” (generalmente hecho de látex), no se detendrán; seguirá ascendiendo hasta que el globo se expanda tanto que explote. ¡La presión atmosférica disminuye exponencialmente con la altitud, por lo que el volumen del globo tiene que aumentar exponencialmente con la altitud y eso es difícil de mantener para siempre!

Pero si se trata de un globo de “superpresión”, es decir, uno hecho de plástico que no se estira mucho una vez que se llena, entonces el globo se elevará a la altitud donde eso sucede y permanecerá allí. Se sabe que tales globos giran alrededor de la tierra varias veces antes de fallar finalmente.

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