¿Dejaría de girar un objeto giratorio desde una gran altura en un vacío sin aire aún bajo los efectos de la gravedad?

No, porque no hay torque en el objeto.

Así como se conserva el momento (lineal), y solo cambia si actúa una fuerza, así se conserva el momento angular, y solo cambia si actúa un par.

Un par, si no lo sabe, es una fuerza (neta) que actúa sobre un cuerpo que no está alineado con el centro de masa de ese objeto. Al cortar el objeto en trozos y teniendo en cuenta la fuerza de gravedad en cada uno, verá que si bien definitivamente hay una fuerza neta sobre el objeto, está alineado con el centro de masa del objeto. En otras palabras, hay una fuerza en el trozo de cosas un poco a la izquierda del centro de masa, pero hay una fuerza igual en el trozo de cosas un poco a la derecha. Ambas fuerzas contribuyen a la aceleración lineal, pero se cancelan en términos de aceleración angular.

(este es el procedimiento normal para evaluar los pares: considere la fuerza total por unidad de masa sobre el objeto y reste de cada punto. Ahora no hay fuerza neta, pero dos puntos a una distancia igual y opuesta del centro de masa pueden estar experimentando fuerzas iguales y opuestas. Llamamos a esto un par , y es lo que le da un par. ¡Tenga en cuenta que este par de fuerzas ahora se cancela en lo que respecta a una aceleración lineal!)


La única forma en que podría tener un momento de torsión en la situación que describe es si el campo gravitacional no es uniforme (por ejemplo, si pudiera tirar de manera diferente en diferentes partes del objeto).

Por ejemplo, la Tierra en realidad gira un poco más lentamente cada año porque la luna atrae el lado cercano de la Tierra más que el lado lejano. Esto conduce a las mareas, y en particular a una ‘protuberancia de marea’. A medida que la protuberancia se lleva la protuberancia de la luna por la rotación de la Tierra, la gravedad de la luna la tira ligeramente, ¡lo que le permite a la luna ejercer un torque en la Tierra! El momento angular se conserva porque el mismo proceso en realidad acelera la luna en su órbita alrededor de la Tierra, lo que significa que la luna se está alejando de la Tierra con el tiempo.

La única forma en que el objeto podría seguir cayendo para siempre es si estuviera en órbita. Con el tiempo, las fuerzas de marea reducirían la rotación del objeto (el efecto depende de la orientación de la rotación en comparación con la órbita).

Sí, las fuerzas de marea también afectan los objetos sólidos. Los planetas y las lunas se hinchan como resultado de la gravedad, y esto crea una resistencia a su rotación.

Finalmente, el objeto podría quedar bloqueado por la marea en el planeta. Mientras sigue girando, solo lo haría una vez por órbita. Esto es como nuestra luna.

Sí lo haría. Presumiblemente no tiene una conveniente cámara de vacío infinito, por lo que tarde o temprano el objeto se encontrará con una superficie. La fricción lo detendría. Si tuvieras una conveniente cámara de vacío infinito, entonces, no, no se detendría.

a2a. la fuerza gravitacional solo aplicará una fuerza en la dirección de la masa que crea el campo gravitacional sin que se aplique torque en el objeto. La falta de aire significa falta de fricción, por lo que se conservará toda la energía del objeto compuesta de energía gravitacional potencial y energía cinética debido a la rotación. No hay nada que actúe sobre su objeto para eliminar la energía de rotación, por lo que seguirá girando a la misma velocidad que al principio mientras acelera hacia el cuerpo creando la fuerza gravitacional.

Cualquier objeto que se caiga “desde una gran altura” o se quede solo está en caída libre, que es un marco de referencia inercial. El momento angular se conserva. Por lo tanto, nunca dejará de girar.

Se detendría una vez que golpeara el objeto hacia el que gravita. Si se “deja caer” de modo que pueda sostener una trayectoria orbital, giraría a menos que una fuerza actúe sobre él. Esa fuerza podría ser la fricción aérea como la experiencia de la Estación Espacial Internacional cuando orbita la Tierra; o podrían ser fuerzas de marea como la Tierra y la Luna se imponen entre sí. La luna y la Tierra una vez giraron mucho más rápido. Como resultado de las fuerzas de marea, las rotaciones se han ralentizado.

Sin una fuerza externa, un objeto en movimiento retiene el mismo movimiento de acuerdo con la física newtoniana.

More Interesting

¿Cómo se experimentaría la gravedad al viajar en un ascensor espacial?

¿Cómo puede la gravedad en Marte retener agua hace dos mil millones de años y ahora ser demasiado débil para hacerlo?

¿Se pueden usar las ondas gravitacionales para la comunicación a través del universo al igual que las ondas de radio para la comunicación de alta velocidad?

¿Por qué levitamos en ausencia de gravedad? No hay fuerza que nos empuje de la Tierra (excepto la fuerza normal), entonces, ¿por qué ocurre esto?

¿Se reduce la gravedad en el agua o ocurre algo oculto?

¿Cómo se comporta el tiempo en el centro de un vacío?

¿Qué sucede después de aplicar una fuerza a un objeto?

Si todos los objetos que tienen masa ejercen una fuerza gravitacional sobre otro objeto, ¿por qué no vemos objetos en la tierra que se mueven uno hacia el otro?

¿Se opuso Einstein a la ley de gravitación universal de Newton de alguna manera? Mi maestro me lo dijo hoy, pero no dio más detalles.

¿En qué condiciones una sustancia en un entorno de gravedad cero formaría una capa esférica hueca en lugar de una esfera llena?

¿Podría el campo de Higgs descomponerse dentro de los agujeros negros? ¿Esto permitiría que la materia sea expulsada por los agujeros negros?

¿Cuáles son algunos posibles errores sistemáticos en un experimento de aceleración gravitacional?

Cómo explicar con gravitones virtuales que una masa más grande debería tener una fuerza de atracción mayor en comparación con una masa más baja

¿Una esfera sólida estará en equilibrio estable si su centro de gravedad se encuentra arriba, abajo o en un centro geométrico? ¿Por qué?

Las lunas orbitan alrededor de los planetas, los planetas orbitan alrededor de las estrellas formando sistemas solares, los sistemas solares orbitan alrededor de agujeros negros supermasivos que forman galaxias, ¿qué hacen las galaxias?