¿Cuál es la velocidad de escape de dos bolas de acero de 1 kg entre sí en el espacio profundo? Esta no es una pregunta capciosa.

Usando la figura de [math] \ rho = 8050 ~ {\ rm kg} / {\ rm m} ^ 3 [/ math] como la densidad del acero, encontramos que a [math] m = 1 ~ {\ rm kg } [/ math] bola de acero tiene un radio de [math] r = \ sqrt [3] {3m / 4 \ pi \ rho} = 0.03095 ~ {\ rm m} [/ math].

Sabemos que, en lo que respecta a la gravedad, un objeto esféricamente simétrico puede ser representado por su centro de masa.

Cuando las dos bolas de acero se tocan, sus centros de masa están separados [math] 2r = 0.06191 ~ {\ rm m} [/ math]. La energía potencial gravitacional (negativa) de las dos esferas, por lo tanto, es [matemática] V = -Gm ^ 2 / r = 2.156 \ times 10 ^ {- 9} ~ {\ rm J} [/ matemática].

La velocidad de escape significa que la energía total del sistema en el marco del centro de masa es positiva. Es decir, la energía cinética de las dos esferas debe exceder la energía potencial (negativa) en magnitud: [matemática] mv ^ 2> V [/ matemática], o [matemática] v> \ sqrt {Gm / r} = 4.643 \ veces 10 ^ {- 5} ~ {\ rm m} / {\ rm s} [/ math]. La velocidad combinada de las dos esferas a medida que se alejan entre sí debe, por lo tanto, ser mayor que [matemática] 2v = 9.287 \ veces 10 ^ {- 5} [/ matemática], o aproximadamente una décima de milímetro por segundo.

No es una pregunta capciosa, pero es una pregunta incompleta.

La velocidad de escape depende de qué tan separadas están escapando las cosas entre sí, y se hace más pequeña cuanto más separadas están las cosas.

Por ejemplo, la velocidad de escape de la Tierra de esas dos bolas de acero en el espacio profundo no es cero, pero está bastante cerca, aunque en la Tierra misma esa velocidad de escape es de aproximadamente 11 km / s.

Entonces, si bien la velocidad de escape de una masa de 1 kg va a ser muy pequeña, hace una diferencia si estamos mirando una separación de 1 mm o 1 km.