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Astronomia - Espacio Profundo
3C 273

Consulta sobre gravedad

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3C 273

Hola, soy nuevo en el foro y arranco con una consulta, por ahi es bastante tonta....alguien me podria explicar por que los planetas no caen hacia el sol cuando giran en sus orbitas a su alrededor? su masa no es lo suficientemente densa como para atraernos hacia su centro? :oops:

Saludos a todos y gracias de antemano!

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Borges

Mi amigo con nombre de cuasar bienvenido a EP.

En realidad el Sol tiene masa por demás suficiente para atraer a los planetas, pero mientras cada uno de ellos gire a su alrededor mantendrá una posición de equilibrio en las fuerzas ya que no solamente el Sol es el que atre, los planetas también lo hacen y de alguna manera "tironean" al Sol en su traslación alrededor.

Este tironeo es el que a grandes distancias permite presumir la presencia de planetas alrededor de estrellas, o bien otra estrella o hasta un Agujero Negro! Es como mirar a alguien que baila con un bailarín invisible y presumir su presencia en base a los movimientos de quien vemos. -

Otro detalle: si te fijás en los períodos de traslación de cada uno de los planetas, aquellos más cercanos al Sol son los que giran más velozmente a su alrededor y eso también mantiene sus órbitas relativamente estables. Los satélites artificiales giran alrededor de la Tierra por las mismas razones, si la velocidad disminuye tienden a caer y y si se pasan de rosca, escapan de nuestra órbita. -

Un abrazo

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Chuli

Lo que mantiene a los planetas en su orbita para que no se caigan sobre el Sol es la fuerza centrífuga generada por el mismo movimeinto. Esta fuerza se equilibra con la de la gravedad del Sol.

Saludos

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3C 273

Gracia Marcos y Chuli, estoy empezando a leer algunos articulos y libros y cosas tan sensillas como esas me quedan en el tintero. Otra consulta: juega algun papel la materia oscura en la influencia gravitatoria, por ejemplo, en las orbitas planetarias?.... saludos

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Borges

Así es. todo aquello que tenga masa está sujeto a sus leyes

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Chuli

En nuestro sistema solar no debe influir...al menos no mucho.

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Miguel

Pensando un poco y en honor a la verdad lo que nuestro amigo "quasar" esta diciendo no esta del todo equivocado, los planetas estan "cayendo" permanentemente hacia el Sol.

Supongamos una situación teórica, subidos al Everest arrojamos una piedra hacia adelante, la piedra , atraida por la Tierra, va a caer a cierta distancia. Si aumentamos la fuerza recorrerá más distancia antes de caer. Si seguimos aumentando la fuerza con que la arrojamos llegará un momento (hipotético) en que dará una vuelta completa al planeta y si no existiera fuerzas que la frenen, quedaria "en órbita".

Osea que la piedra en realidad está siempre "cayendo" solo que no cae al suelo porque al dar la vuelta vuelve a pasar por el mismo punto del que partió y así sucesivamente.

saludos

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3C 273

Si, retomando lo que decia miguel, me parecio en algun momento escuchar que a cualquier cuerpo que se le ejerza una fuerza, estaria en movimiento hasta que otra fuerza lo ponga en reposo...... o algo asi.... lo que pasa en que los cuerpos, por ejemplo una pelota, entran en rozamiento con la atmosfera, y eso los detiene... puede ser algo asi?

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Borges

Si arrojaras una pelota lo suficientemente fuerte como para que tome una velocidad que le permita esa caída permanente, todo andaría bien.

Si la altura no es la adecuada, a la larga el rozamiento por tenue que fuera con las sutiles capas atmosféricas superiores, terminaría frenándola y la órbita comenzaría a declinar describiendo un prolongado espiral hasta caer definitivamente al suelo. -

Abrazos

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bisutti
terminaría frenándola y la órbita comenzaría a declinar describiendo un prolongado espiral hasta caer definitivamente al suelo. -

eso no es lo mismo q esta pasando con una luna de marte( creo q es phobos) que caera en la superficie marciana dentro de unos 100 millones de años no? y lo mismo pasa con nuestra luna solo que es lo contrario, no??

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vilero

Publicado: Mar Feb 26, 2008 8:50 am Asunto: Consulta sobre gravedad

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Hola, soy nuevo en el foro y arranco con una consulta, por ahi es bastante tonta....alguien me podria explicar por que los planetas no caen hacia el sol cuando giran en sus orbitas a su alrededor? su masa no es lo suficientemente densa como para atraernos hacia su centro?

Saludos a todos y gracias de antemano!

Otra explicacion bastante buena es,gracias a la velocidad de los cuerpos en el espacio donde no hay inercia,y siempre es constante(o lo que es lo mismo la gravedad lineal)

PIensa en el sol y los planetas como si fuera un lanzador de martillo de las olimpiadas.este da vueltas alrededor del lanzador,gracias a la fuerza centrifuga que ejerce el lanzador.mientras la velocidad o fuerza centrifuga sea la adecuada estara dando vueltas.

un saludo

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Miguel
Publicado: Mar Feb 26, 2008 8:50 am Asunto: Consulta sobre gravedad

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Otra explicacion bastante buena es,gracias a la velocidad de los cuerpos en el espacio donde no hay inercia,y siempre es constante(o lo que es lo mismo la gravedad lineal)

PIensa en el sol y los planetas como si fuera un lanzador de martillo de las olimpiadas.este da vueltas alrededor del lanzador,gracias a la fuerza centrifuga que ejerce el lanzador.mientras la velocidad o fuerza centrifuga sea la adecuada estara dando vueltas.

un saludo

En realidad Vilero no es así, en el espacio los cuerpos mantienen su inercia. Lo que no hay es rozamiento por falta de atmósfera.

Y el ejemplo del lanzador de martillo no está mal, solo que para que se entienda mejor, hay que pensar que en un punto dado sobre la bola están actuando 2 fuerzas, una que la tira hacia el planeta (gravedad) y otra que es tangencial a la órbita, la composición de ambas da el camino que lleva.

saludos

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Carlos Colazo

Algún comentario más sobre la pregunta inicial: un planeta mantiene su órbita por la combinación de dos efectos físicos: fuerza gravitatoria e inercia de movimiento. Si desapareciera la primera, el planeta seguiría un movimiento rectilíneo similar al de la boleadora al soltarla; es decir: se alejaría del sol sobre una recta tangente a la órbita. Si desapareciera la inercia de movimiento, se iniciaría una caida rectilinea hacia el sol.

Por suerte, el equilibrio de los dos efectos mantiene a los cuerpos en trayectorias estables.

Un comentario que puede generar polémica, pero vale mencionarlo acá para ayudar a aclarar conceptos: la fuerza centrífuga... no existe, en ningún caso. En el que estamos analizando, sólo existe una fuerza centrípeta sobre el planeta: es la gravitatoria, pero no hay ninguna fuerza "hacia afuera"; la clave está en la inercia del planeta en movimiento, que no es una fuerza y que tiende a hacelo viajar en línea recta tangente y no "radial hacia afuera".

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Baxter

esta muy claro eso carlos, algo que me costaba comprender con la idea de fuerza centrifuga seria por que hay orbitas tan elipticas.

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Fernando Mazzone

Hola amigos. Decidí meter cuchara en este post.

Creo que el punto sobre porque la luna no se nos cae encima está perfectamente explicado. La combinación de fuerza de gravedad y el momento de inercia del cuerpo hace que este siga una trayectoria que no tiene porque ser la que lo dirije a chocar con el cuerpo atrayente.

Ahora es bueno decir que eventualmente esto podría no ocurrir, es decir nada impide que la luna siga una trayectoria de colición con la tierra.

Una cuestión interesante relacionada con estas "catástrofes gravitatorias" es la cuestión del equilibrio.

Hay que tener en cuenta que el sistema solar cuenta ya con varios miles millones de años. Es comun que los sistemas tiendan a una posición de equilibrio estable, es decir una situación que si uno la perturba ( por ejemplo modificando un poco la posición de la luna, si uno pudiese hacer eso) el sistema vuelve al estado previo la perturbación. Uno podría preguntarse si el sistema solar está en este tipo de equilibrio. Si así fuese esto diría que, al menos desde el punto de vista gravitatorio, el sistema solar no cambiará mucho con el tiempo. Bueno este es uno de los más grandes desafíos de la matemática y la verdad se de varios progresos durante el siglo pasado pero no se en que medida el problema está completamente resuelto o no. Uno de los precursores de estas consideraciones y problemas fue H. Poincare, un genio del cual se dijo que había hecho grandes avances en la dirección de la relatividad previo a Einstein.

Y como dice Carlos, reafirmo lo de la fuerza centrífuga. Es una fuerza virtual. Las leyes de la física clásica valen en sistemas de coordenadas llamados inerciales o galileanos.

Más o menos serían sistemas de coordenadas que se mueven con movimiento rectilineo uniforme (aunque esto no es muy preciso).

Supongamos que Uds están en el interior de un barco que se mueve aceleradamente, pero supongamos a la vez que desconocen del mundo exterior, es decir su sistema de referencia es el barco. En su "universo" (el interior del barco) ya no es tan seguro que fuerza sea masa por aceleración. Es más, ni siquiera vale la ley de inercia, si dejan un pelota en reposo en el suelo esta se moverá hacia la parte trasera. La conclusión sería en el universo hay una fuerza que empuja a los objetos a la parte de atras.

La fuerza centrífuga aparece cuando usamos un sistema no inercial de referencia. Por ejemplo vamos en el auto y doblamos a la izquierda, uno siente una "aceleración" que lo empuja hacia la derecha en relación a su sistema de referencia que es el interior del auto. Ahora lo que ocurre es que el auto, el sistema de rererencia, es el que se está moviendo con la influencia de una aceleración que es la que lo hace doblar.

No obstante, es común, que los físicos usen un sistema de referencia no inercial y aparezcan estas fuerzas virtuales. Hay otras fuerzas de este tipo, por ejemplo la de Coriolis que tiene gran influencia en el clima.

Saludos

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Carlos Colazo

Sustancioso el cucharón, Fernando.

Mi cerebro funciona bien -creo y no digo: muy bien ni excelente- con la física newtoniana y falla -seguro-con la física moderna.

Con esas limitaciones, yo creo que en tu barco la ley de la masa sí se cumpliría, salvo con una corrección: se deberá sumar vectorialmente la fuerza "misteriosa" hacia atrás al producto de la masa por la nueva aceleración del cuerpo para conocer la fuerza que es aplicada sobre el mismo (siempre que el barquito no alcance velocidades tan elevadas...). Así tendremos una fórmula que permitirá predecir todas los efectos de las acciones ejercidas sobre los cuerpos dentro del barco, y vistos desde éste.

La ley de la inercia también se cumpliría (también con "salvedades"): El reposo y el m.r.u. requieren de una fuerza neta nula... con sólo eliminar la fuerza "misteriosa" hacia atrás, agregando una fuerza idéntica hacia adelante se logrará el reposo o el m.r.u..

El Isaac de tu barco hubiera encontrado las dos leyes, pero corregidas sólo en esa fuerza hacia atrás. Es verdad que el isaac del muelle tendría leyes "algo" diferentes... pero ambos tendrían modelos válidos para interpretar su entorno... Al fin y al cabo eso es lo que debe hacer la ciencia. Para transformar la información de un sistema inercial al sistema de tu barco sólo necesitaríamos corregir las ecuaciones con el término +- Fuerza hacia atrás para intercambiar información con el sistema del muelle.

Con respecto al equilibrio estable y tu ejemplo de la Luna: las mareas están alejando al satélite... y éste no regresará a su posición previa a la perturbación, esta perturbación constante rompe el equilibrio inexorablemente.

Yo tampoco manejo información si el problema de lo estable del equilibrio del sistema solar está resuelto... y menos si las respuestas requieren de mucho dominio de cuestiones relativistas. Espero que efectivamente lo esté, por lo menos hasta que el Sol empiece a eyectar sus capas exteriores y nuestra elipse se haga -lamentablemente- espiralada... o que alguna catástrofe no pensada precipite el desastre antes de tiempo.

No conozco sobre el tema de las migraciones de los exoplanetas gigantes. Si tenés algún sitio donde buscar información, agradecido.

Un abrazo, Carlos

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Fernando Mazzone

Carlos. Muy buena tu observación. En efecto, para que las leyes de la física vuelvan a valer en el universo-barco habría que hacer aparecer esta fuerza "virtual" en el. Justamente es lo mismo que ocurre con la fuerza centrífuga.

Hasta donde se, el problema de estabilidad del sistema solar se ha tratado en el marco del problema de los n-cuerpos. Esto es más general, pues involucra una cantidad de cuerpos arbitratria, pero en gral se trabaja con la suposición que los cuerpos son puntuales, es decir su masa se supone concentrada en el centro de masa del cuerpo. Entre otras cosas esto no da cuenta del efecto de las mareas que mencionás, ya que es patrimonio de cuerpos extendidos en el espacio y no puntuales. Quizas exageré un poco cuando dije estabilidad del sistema solar (fue en aras de simplificar), en realidad lo que estoy seguro se investigó es la estabilidad del problema de los n-cuerpos, que modeliza al verdadero sistema solar, pero hasta ahí. La estabilidad del sistema solar, soponiendo los cuerpos extendidos (no puntuales) y suponiendo efectos relativistas (como mencionás) no tengo la menor idea si se ha tratado o no. Sospecharía que no, pues no estoy seguro si se ha logrado tan siquiera caracterizar el comportamiento del problema de n-cuerpos puntuales bajo las leyes de Newton. Según he escuchado, la ley de la relatividad es muy bonita, pero tratar con sus ecuaciones es bastante dificil. No se hasta que punto se usa para enviar misiones espaciales.

De todas maneras el hecho que la luna se aleje, a mi modo de ver, no dice que el sistema es inestable. Habría que ver si alguna perturbación puede hacer cambiar la tendencia del sistema o no. Estable no es sinónimo de periódico.

De los planetas extrasolares en nada te puedo ayudar.

Un placer charlar contigo y suerte con el obsevatorio, algún día que este por tus pagos paso a visitarlos si no es molestia.

Saludos

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Carlos Colazo

Fernando: gracias por la respuesta. Sería bueno encontrarnos en el observatorio así charlamos un rato mientras observamos un poco. No es molestia y será un gusto recibirte. Carlos

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juanca

3c273 y Chuli : El tema requiere de claridad de conceptos y es difícil de explicar a quien no maneja las ecuaciones correspondientes, fijate sino en la extensión de las respuestas. Hay libros de Física clásicos en los que podés leer sobre el tema, es muy laborioso y requiere meditación. Por algo a Einstein le quedaron los pelos todos parados. Efectivamente la centrífuga no existe, hay que tocar primero sistemas de referencia inerciales y no inerciales, etc. Tené en cuenta que si dos fuerzas se anulan o equilibran mutuamente, la resultante es nula y el planeta sale en línea recta con movimiento rectilíneo uniforme. Para éste tema hay que sentarse tranquilos a una mesa con los textos de Física de Sears, Resnik y Mecánica Elemental de Roederer y conversar largamente más de un día.

Saludos

Juanca de Morón

Hokenn 130900

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Baxter

muy interesante lo de carlos y fernando, fer, cuando decis lo de "equilibrio del sistema solar", no se si seria tan asi, pasa que los cambios suceden con mucho tiempo, el alejamiento de la luna seria una prueba de ello.

Creo que mas alla de inestable o no salvo que por "una colision o algo que hiciese cambiar la velocidad", rotacion o que se acerque mas la la luna, creo que hay una adaptacion para todo. (no se si se entiende lo que quise expresar).

en sintesis, creo que esa estabilidad se da por la cantidad de años que podria llevar un cambio en el sistema solar o en la tierra misma, sumada a la capacidad de adaptacion que le permitiria dicho tiempo.

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Guest
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