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20 de mayo de 2008

"Gravedad cero" y microgravedad

Esta entrada es casi obligada en cualquier blog de ciencia en general y física en concreto.

Muchas veces leemos en los periódicos y oímos en la radio y televisión noticias sobre "gravedad cero" o "ingravidez". La más reciente que me viene a la cabeza es una sobre una operación quirúrgica que se realizó en este estado.

Este término puede inducir a confusión, y pensar que realmente no hay gravedad. Pero vosotros, mis queridos lectores, sabéis ya que la gravedad llega muy lejos, tan lejos que no hay lugar en el que esta no exista. Porque si la gravedad del Sol y la Luna puede afectar por ejemplo a las mareas, como ya sabéis, ¿cómo no va a afectar la gravedad causada por la Tierra a la Estación Espacial Internacional, a los satélites o a un avión en vuelo parabólico, que están mucho más cerca?

Pues claro que afecta, de hecho si no hubiera gravedad, ni la Estación Espacial ni los satélites orbitarían. ¿Entonces por qué flotan los astronautas cuando salen en la tele? Pues porque se están cayendo.

Sí, cayendo. Parece imposible, ¿qué puede haber más diferente a flotar que caerse? Lo que pasa es que no sólo se caen ellos sino que también cae la Estación Espacial hacia la Tierra. Y como caen con la misma aceleración, parece que los astronautas y todos los objetos de su alrededor flotan dentro de la Estación Espacial.



Es la misma situación que unos paracaidistas. Imaginad un paracaidista en caída libre (igual que los astronautas y la ISS). Obviamente no está flotando. El paracaidista, que lleva años en la profesión, y ha saltado muchas veces se aburre, así que para pasar el rato hasta el momento de abrir el paracaídas, decide abrir una bolsa de cacahuetes para pasar el rato comiéndoselos. Para hacerlo más divertido, suelta uno de ellos, que empieza a caer a su lado e intenta metérselo en la boca sin manos.

¿Qué creéis, que cuando cierre la boca alrededor del cacahuete este se va a posar en su lengua tranquilamente? No parece lógico, ¿verdad? No lo es. El cacahuete seguirá cayendo igual con respecto a la Tierra, y la boca del paracaidista también, con lo que el cacahuete parecería flotar dentro. Pues ahora pensad que la boca del paracaidista es la ISS y el cacahuete es unos de los astronautas que hay dentro. Es lo mismo.

Pero podéis estar tranquilos y dejar de mirar al cielo y de cubriros la cabeza, que no os va a caer ningún satélite ni nada encima. es aquí donde está el truco. Todos los objetos en órbita hacen algo más que caer, también se mueven en la dirección perpendicular a la caída a velocidad constante. Como la velocidad de caída va aumentando, y la velocidad en la dirección perpendicular se mantiene constante, el objeto en órbita sigue una trayectoria parabólica (la que sigue cualquier cosa que lancemos hacia delante). Teniendo en cuenta que la Tierra es casi redonda (aunque algunos se empeñen en lo contrario) encontramos la respuesta. Pero lo mejor es usar un dibujo hecho por mí (siento la calidad, se me ha roto el escáner y tengo que hacerle fotos para poder meterlo al ordenador. Clic para ampliar).


En la parte a) vemos lo que pasa cuando alguien tira una piedra con poca velocidad. En la parte b) tenemos lo que pasa cuando aumenta la velocidad. Se empieza a notar la curvatura de la Tierra, la piedra tarda más en llegar al suelo. Y final mente en c) tenemos lo que pasa cuando la piedra se lanza a la suficiente velocidad. Recorre tanta distancia antes de bajar lo suficiente para tocar el suelo que cuando lo hace, ¡el suelo ya no está! La Tierra se ha curvado tanto que no lo toca. Es entonces cuando empieza a orbitar (siempre y cuando nada lo frene). Es el mismo procedimiento que siguen la ISS, los satélites, e incluso la Luna (sí, la Luna se cae hacia la Tierra).

Los aviones en vuelo parabólico no orbitan alrededor de la Tierra, sino que suben a gran altura, y se dejan caer, usando los motores sólo para contrarrestar la fricción del aire. Así que no hagáis caso cuando los de El País dicen que los aviones estos van a los confines de la atmósfera, donde desaparece la fuerza gravitatoria de la Tierra, la gravedad nunca desaparece y los aviones no hacen eso.

Este estado se llama microgravedad, que es el término que debe usarse en lugar de gravedad cero o ingravidez. En él, la única fuerza que actúa sobre nosotros es la gravedad, lo que hace que no se note. Cuando estamos de pie en la Tierra, hay dos fuerzas, nuestro peso, y el empuje del suelo, que es exactamente igual de instensa que el peso. Si el suelo no hiciera fuerza hacia arriba, nos hundiríamos en él. Es el estado en el que están los astronautas de la ISS o los pasajeros de un avión de vuelo parabólico.

Así que ya sabéis, cuando leáis u oigáis algo relacionado con gravedad cero o ingravidez en estos temas, realmente se refieren a la microgravedad.

8 comentarios:

  1. Khultar Taaru dijo...

    Entonces en una nave que se desplaza por el espacio, ¿la tripulacion estaria bajo los efectos de alguna fuerza que los atrajera hacia un punto o ocurriria algo similar?

  2. Kunzahe dijo...

    @ Khultar: Sí, cualquier objeto en cualquier punto del universo siente la fuerza de absolutamente todas las partículas del universo, lo único que como esta fuerza disminuye cuanto mayor es la distancia, en ocasiones esta es muy pequeña. Una nave que estuviera dando una vuelta por el límite del universo conocido, a unos catorce mil millones de años luz, seguiría sintiendo la fuerza de gravedad causada por tu dedo gordo del pie, lo único que esta es minúscula. La tripulación igual. Esto es así porque además la fuerza gravitatoria, a diferencia de por ejemplo la electromagnética no puede ser apantallada.

    No puedes escapar de la gravedad.

  3. Guybrush, dijo...

    Puedes correr, pero no puedes escapar de la gravedad

  4. PsicoAlhana dijo...

    Aummm! La verdad que así dá gusto aprender física xDDD

  5. Valaingaur dijo...

    Muy buena explicación. Me ha encantado el ejemplo del paracaidista comiendo cacahuetes (supongamos despreciable el rozamiento con la atmósfera... me encanta cuando los físicos empezais a considerar cosas despreciables... cosa que me temo nos habeis contagiado a los ingenieros).

    Lo de la 'Flat Earth Society' es coña, no? No pueden decir tantas gilipolleces en serio, en pleno siglo XVIII...

  6. ximealex1988 dijo...

    Realmente me gusto mucho su artículo, me ayudo a entender la microgravedad, q realmente no deberia ser llamada o confundida con el término gravedad cero, gracias a su artículo ahora en mi cabeza estan flotando algunas ideas para un concurso relacionado con este tema y para el cual estoy investigando, nuevamente gracias y ojalá pudiera escribir más acerca de este tema
    Att: Ximena

  7. Kunzahe dijo...

    @ ximealex1988: Muchas gracias por el comentario. La verdad es que poco puedo añadir sobre el tema, pero tal vez, si tengo tiempo y materiales, haga un vídeo sobre el tema, sobre como algo "flota" dentro d eun objeto cayendo.

  8. Anónimo dijo...

    GENIAL!!!!!!!!!! TE ENTENDI A TI MAS Q A WIKI..

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