Gravedad Cero


El nombre Gravedad Cero resume el dominio sobre el que queremos escribir, sobre el que queremos compartir nuestro conocimiento o inquietudes, todo cuanto escapa al planeta en el que vivimos: estrellas, otros planetas, galaxias, nebulosas, blazares, radiación cósmica, agujeros negros, energía oscura, en definitiva, todo cuanto abarca la inmensidad del Universo. Más aún, todo su conocimiento y la manera que tenemos de descubrirlo, incluyendo observatorios astronómicos, satélites y sondas espaciales, laboratorios o simplemente la razón humana.

Cabe señalar, sin embargo, que la gravedad no desaparece en cuanto cruzamos la atmósfera. Es más, los astronautas que vemos flotando en la Estación Espacial Internacional (ISS, por sus siglas en inglés) en realidad son atraídos por la Tierra con casi la misma fuerza que nos mantiene a nosotros en la superficie del planeta. ¿Cómo es posible pues que ellos floten dentro de la nave y nosotros estemos pegados al suelo?

Photo: ESA

Photo: ESA

La solución no es la gravedad sino el hecho de que al estar ellos en órbita alrededor del planeta están en una caída libre permanente. Imaginemos que nos encontramos dentro de un ascensor al que arrojan desde un avión. Al descender veríamos como, si soltáramos nuestras llaves, éstas caerían a la misma velocidad que nosotros. Sin embargo, puesto que estamos dentro de una caja cerrada y no nos damos cuenta que nos desplazamos en ella, todo lo que llegaríamos a observar sería como las llaves siguen flotando a nuestro lado.

Así pues, con el título de Gravedad Cero nos referimos a un concepto ilustrativo, intuitivo, el mismo tipo de conceptos que queremos presentar en este blog. Para que la divulgación abarque al mayor número de curiosos que deseen pasearse por aquí.

Roi y Carlo

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19 respuestas a Gravedad Cero

  1. Genial!

    Me encanta el planteamiento. Espero que disfrutéis escribiendo y nosotros leyendo.

    Os sigo.

  2. Nicolás Riabtschenko dice:

    Creo que hay un error, caida libre significa que hay un movimiento acelerado con aceleración g. En el caso de las capsulas tripuladas o no, estas giran alrededor de la Tierra a velocidad constante, igual que la Luna, o los planetas alrededor del Sol. El tripulante siente un efecto de ingravidez como consecuencia del equlibrio entre la fuerza de gravedad y el efecto centrifugo propio de todo cuerpo que gira sobre el cual actua la fuerza ficticia centrifuga, reacción de la gravedad existente (fuerza centripeta). Esto hace que la capsula gire constantemente en una orbita establecida en función a estos parametros.

  3. Roi dice:

    Nicolas, gracias por tu comentario.

    Este post quería mostrar de manera gráfica como la gravedad no desaparece al salir de la atmósfera terrestre. En cualquier caso, creo que pretendemos explicar lo mismo utilizando términos distintos. Pero dejame puntualizar un par de conceptos:

    - Cualquier satélite orbitando la Tierra sí sufre una aceleración puesto que la Tierra sigue atraiéndolo y
    - su velocidad en ningún caso es constante ya que hay que contar que como mínimo siempre modificará su orientación. Incluso en muchos casos (órbitas elípticas) el módulo de su velocidad dependerá de la posición en la que se encuentre, yendo más rápido cuánto más cerca esté del planeta.

    Es decir, que podemos considerar que la Estación Espacial sí está en caída libre aunque ésta no sea rectilínea hacia la Tierra.

    Por otro lado, ciertos experimentos de ingravidez se realizan con aviones realizando parábolas en el que llegados a cierta altura el avión ‘apaga’ motores y se deja caer. Estos experiemtos también obtienen mediciones de microgravedad y no podemos explicarlo utilizando la fuerza centrífuga.

    En todo caso, siempre podrás explicar la ingravidez como un equilibrio de fuerzas precisamente por que la gravedad nunca desaparece. Y ese era el principal concepto que queríamos transmitir.

  4. Nicolás Riabtschenko dice:

    Si, hilando fino, son ciertas tus consideraciones, yo no quise profundizar tanto.
    Para el caso de experimentos de ingravidez utilizando aviones, si se da el caso del efecto de caída libre.
    Pero insisto, que en el caso de las capsulas girando alrededor de la tierra, en una orbita determinada según se quiera a que velocidad gire, este giro es prácticamente constante a través de muchos años de servicio, sin correcciones de orbita. Por lo tanto creo que es muy difícil asimilar esto a una caída libre.
    (El ejemplo son los miles de satélites girando en orbitas determinadas)
    En una caída libre no hay equilibrio de fuerzas, simplemente actúa la gravedad y hasta que el cuerpo no choca contra el suelo “parece” que esta ingrávido.
    En el caso de un cuerpo girando en una orbita “sin caer” esto resulta como equilibrio de las fuerzas mencionadas.

  5. Roi dice:

    Nicolás, me encanta poder discutir contigo. Es uno de los principales motivos por los que iniciamos este blog, para poder generar debates críticos.

    Déjame ponerte un ejemplo visual por el que considero que la Estación Espacial está en caída libre. Imagínate un cañón lanzando bolas de acero desde lo alto de una montaña. La bola tras salir disparada dibujará una trayectoria parabólica descendiendo hasta estrellarse contra el suelo. Esta trayectoria, con cierta velocidad inicial, se regirá por los efectos de la caída libre, puesto que la única fuerza que actúa sobre ella es la gravedad.

    Ahora imagínate que simplemente el cañón dispara la bola con mucha más potencia, tanta que la parabola que describe se curva aproximadamente lo mismo que la curvatura de la Tierra. Es decir que la bola no llega a estrellarse y, de hecho, entra en órbita a su alrededor. Para mi el problema es el mismo que antes, sólo cambia la velocidad inicial de la bola de acero. Por eso considero que son iguales también el caso del avión y del satélite,

    En todo caso entiendo tu punto de vista y creo que sólo nos diferenciamos en la definicion de caída libre. Espero ademas que nos sigas leyendo y mostrando tus dudas o comentarios.

  6. Nicolás Riabtschenko dice:

    También es cierto tu ejemplo de la bala del cañón, pero falta una fuerza más, que es el roce del aire, esto hace que se vaya perdiendo la fuerza original del cañón y la bala termine cayendo parabólicamente a tierra.
    Si no hubiera aire (roce), se mantendría sin alterar la fuerza original, igual a masa por aceleración, lo que haría que la bala continuara su viaje afectada de esta fuerza, gracias a su componente horizontal, y su componente vertical superior a la gravedad, lo que haría describir una trayectoria helicoidal (o algo parecido) alrededor de la tierra, y alejándose la bala de la misma a una velocidad constantemente en aumento (movimiento acelerado) por lo cual habría un cambio continuo de orbita hacia el exterior y se perdería en el espacio.
    Lo mismo ocurre con las capsulas enviadas al espacio (no son mas que balas de cañón)
    Por lo cual, para no perderlas y estabilizarlas en una orbita determinada, se “frena” motores mediante, esta aceleración, de tal manera que la capsula se estabilice en la orbita requerida, con velocidad casi constante pero suficiente para estabilizar la gravedad con el efecto centrifugo.
    Si en la capsula hubiera una persona e hipotéticamente estaría aislada de la gravedad, esta persona quedaría pegada a la pared interna y opuesta a la Tierra, ya que pretendería seguir su movimiento lineal, no permitido por la capsula cuyo movimiento es desviado por fuerza de gravedad en su trayectoria circular.
    Como en la realidad, la gravedad obviamente también actúa sobre nuestro personaje, este se “despega” de la pared quedando flotando en el medio de la capsula acompañándola por efectos propios de la inercia adquirida desde que lo metieron dentro de la misma.

  7. Roi dice:

    Nicolás, creo que ahí te equivocas.
    El roce con el aire simplemente frena un poco la bala, pero mi ejemplo sigue siendo válido con o sin contar con esta fuerza.
    En todo caso, como te he explicado estamos viendo el problema con dos perspectivas distintas igualmente válidas: Descomposición de fuerzas (gravedad versus fuerza centrífuga) o sistemas de referencia inerciales (caída libre).

  8. María dice:

    Tengo entendido que la “fuerza centrífuga” no existe. Es el nombre que se le da a un efecto que es consecuencia de la ley de la inercia, pero no tiene sentido alguno hablar de equilibrio entre gravedad y “fuerza centrífuga”.

    Salud

  9. Roi dice:

    Bueno María, tienes toda la razón en decir que la fuerza centrífuga es un efecto consecuencia de la ley de la inercia. Es lo que venía explicando en mis comentarios anteriores. Pero en la física de Newton eso correspoondía a una fuerza. Si lo miramos desde la física de Einstein también podriamos decir que la gravedad no existe como fuerza sino que es un efecto consecuencia de la desviación del espacio-tiempo debida a la masa de la Tierra.
    Así pues, yo diria que no es que la fuerza centrífuga no exista, sino que son perspectivas distintas de estudiar un mismo fenómeno.

  10. María dice:

    Visto de esa forma, Roi, no te falta razón. Personalmente evito referirme a ella y así evitar la común confusión con la fuerza centrípeta, que nada tiene que ver.

    Una pregunta sobre la caída libre. Como bien dices podemos considerar a un cuerpo orbitando en torno a otro, como si estuviese en caída libre. Supongamos que nuestro sistema está formado por 2 cuerpos, uno que orbita alrededor del otro. Suponemos ahora que echamos una foto y tenemos una imagen estática ¿Qué fuerzas podemos señalar que están actuando sobre el objeto que orbita?

    Y otra cosa, a propósito del tema del alunizaje del Apolo XI. El primer objetivo del cohete es orbitar la Tierra y no consigo entender cómo lo consiguen. ¿Eligen una distancia determinada? ¿La distancia a la que orbitan en qué influye? ¿Hay algún límite inferior y/o superior en dicha distancia? ¿Es mejor una distancia que otra? ¿Cómo logran no salirse de órbita?

    Salud, y mil disculpas por tanta pregunta.

  11. Roi dice:

    Respondiendo a tu primera pregunta, para mi sólo hay una fuerza: la gravedad. Pero luego dado que estamos en un sistema de referencia no inercial ( trayectoria circular), aparece otro efecto: llamado inercia o, en este caso, fuerza centrífuga. Así que en los libros puedes ver los dos dibujos, con la gravedad solamente o con ambas.

    Respecto a tu segunda pregunta, no estoy seguro de haberte comprendido bien, pero intentaré responderte. Los satélites y cohetes utilizan la llamada asistencia gravitacional para ahorrar combustible. Para poner nu ejemplo gráfico de esto viene a ser como si un planeta fuera una especie de honda que impulsara al satélite, pero que en lugar de una cuerda utilizan su gravedad. La distancia que utilicen determinará el nuevo impulso y la trayectoria. Es un poquito complicado de explicar en cuatro líneas. Espero que hayas entendido el concepto. Intentaré escribir un post sobre este efecto explicándolo mejor.

    Un saludo

  12. María dice:

    Sí, entendí tu explicación. Muchas gracias, Roi, y estoy a la espera de ese post ;)

    Salud.

  13. nelson ramos dice:

    muy bueno pero deberiar dar las estadisticas

  14. [...] Gravedad Cero marzo, 200913 comentarios 5 [...]

  15. [...] enlaces: Gravedad “cero” Me gusta:Me gustaSé el primero en decir que te gusta esta post. Esta entrada fue publicada en [...]

  16. Gravedad 0 muy buena información quien lo diria que estar en el espacio de esa manera es estar en caida libre

  17. lola dice:

    ggggaaaaassssssssss

  18. emanuel zelaya dice:

    interesante saber que el termino gravedad cero es estar en una permanente caida libre pero tambien hay que destacar que la graveda no desaparece al salir de la atmosfera como muchos pensabamos al estar en orbita siempre hay una fuerza gravitatoria quye nos atrae hacia la tierra similar a la que nos mantiene de pie en la superficie terrestre.Muy buena informacion

  19. lbvveglg dice:

    alguien sabe que es la gravedad cero??????

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