¿Qué tan cerca deberían estar la tierra y la luna para sacar a una persona de la luna y de la tierra?

Más cerca que [matemáticas] 10,000 km [/ matemáticas] (distancia de superficie a superficie).


La gravedad de la superficie de la Tierra es [matemáticas] 9.8 m / s ^ 2 [/ matemáticas], la luna [matemáticas] 1.62 m / s ^ 2 [/ matemáticas].

La gravedad de la tierra disminuye con la altitud, y puede ser aproximada por la fórmula

[matemáticas] g_h = g_0 * (\ dfrac {r_e} {r_e + h}) ^ 2 [/ matemáticas]

dónde,

[matemática] g_h [/ matemática] es la gravedad a la altura h, [matemática] g_0 [/ matemática] es la gravedad superficial, [matemática] r_e [/ matemática] es el radio de la tierra, y [matemática] h [/ matemáticas] es la altura

Al equipararlo con el valor de la gravedad de la superficie de la luna, obtenemos

[matemáticas] g_0 * (\ dfrac {r_e} {r_e + h}) ^ 2 = 1.62 [/ matemáticas]

[matemáticas] (\ dfrac {r_e} {r_e + h}) ^ 2 = \ dfrac {1.62} {9.80} [/ matemáticas]

[matemáticas] (\ dfrac {r_e} {r_e + h}) ^ 2 = 0.1653 [/ matemáticas]

[matemáticas] \ dfrac {r_e} {r_e + h} = 0.4066 [/ matemáticas]

[matemáticas] h = \ dfrac {0.5934} {0.4066} * r_e [/ matemáticas]

o [matemáticas] 1.46 [/ matemáticas] veces el radio de la tierra,

igual a [matemáticas] 1.46 * 6731 km = 9827 km [/ matemáticas]

Esta es la distancia a la cual las dos fuerzas se cancelarán entre sí. Más cerca, y la gravedad de la Tierra sería más fuerte.

Queremos encontrar el punto donde la fuerza de la Luna es igual a la fuerza de la Tierra. En este punto, una pequeña disminución en el radio causaría que la persona tenga una aceleración hacia la Tierra, aunque pequeña.

Empecemos con:

F = G M1 M2 / R ^ 2

Ahora tenemos dos fuerzas en nuestra persona:

  1. Fuerza de la Tierra a la Persona (Fep)
  2. Fuerza de la luna a la persona (Fmp)

Tenemos varios radios:

  1. Radio de la Tierra a la persona (representante)
  2. Radio de la luna a la persona (Rmp)
  3. Radio de la Tierra (Re)
  4. Radio de la luna (Aviso, Rm = Rmp)

Estas fuerzas se restan entre sí:

Fep-Fmp = 0

G MepMp / Rep ^ 2 – G MmpMp / Rmp ^ 2 = 0

Si desea la distancia de la Tierra a la Luna, supongamos que desea la superficie de la Tierra a la Superficie de la Luna (D).

D = Rep – Re

Rep = D + Re

Así:

G MepMp / (D + Re) ^ 2 – G MmpMp / Rmp ^ 2 = 0

Hagamos un poco de álgebra para resolver:

G MeMp / (D + Re) ^ 2 = G MmMp / Rmp ^ 2

Me / (D + Re) ^ 2 = Mm / Rmp ^ 2

(Rmp ^ 2 * Me / Mm) = (D + Re) ^ 2

sqrt (Rmp ^ 2 * Me / Mm) -Re = D

Recuerde, el radio de la luna a la persona, es aproximadamente el radio de la luna.

sqrt (Rm ^ 2 * Me / Mm) -Re = D

Aquí están las constantes:

Rm = 1,737km

Re = 6,371km

Me = 5.972 × 10 ^ 24 kg

Mm = 7.347 × 10 ^ 22 kg

La aceleración hacia la Tierra ocurre cuando la distancia desde la superficie de la Tierra hasta la superficie de la luna es inferior a 9,289 kilómetros

La respuesta corta es que nunca sucederá.
Explicación: la luna siempre está en estado de caída libre debido a la gravedad de la Tierra. Cualquier objeto que esté en reposo en la luna también estará en estado de caída libre debido a la gravedad de la tierra.
Ahora, digamos que disminuimos la distancia de la luna a la Tierra pero aún continuamos la rotación de la luna (al disminuir su velocidad tangencial). El objeto en la luna todavía no sentirá la gravedad de la tierra, ya que está en caída libre.
Y por lo tanto, el objeto no será arrastrado debido a la gravedad de la Tierra.

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