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Un momento!!!!Que sabemos de la gravedad???

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  • Avanzado Un momento!!!!Que sabemos de la gravedad???

    Supongamos que tenemos la tecnología para perforar un orificio de diámetro 1 metro, que atraviese la tierra por su centro y llegue a salir por la superficie al otro lado.
    Le extraemos el aire del pozo, no hay rozamiento entonces, consideremoslo un tubo recto cilíndrico.
    La boca del pozo en ambos extremos está a la misma distancia del centro es decir consideramos la tierra esférica.
    Dejamos caer una bola, sin velocidad inicial alguna, desde el centro de la boca de uno de los extremos.
    Una vez que es liberada la bola solo actúa la gravedad sobre ella, nada mas la toca, nada mas la impulsa , no hay hilos, cables, campos, calor, luz , nada recubre las paredes, etc.
    La idea es hacer llegar la pelota al otro extremo del pozo y que luego regrese para recogerla en el mismo sitio donde salió...
    La teoría dice que entre 76 a 84 minutos la tendremos de vuelta.


    Podemos lograrlo sin que la bola toque las paredes del pozo???

    Justificar en respuesta oculta
    3
    Siempre llega, lanzandola en cualquier punto de la tierra, en cualquier momento del año
    0,00%
    0
    Solo llega cuando se la lanza en un equinoccio desde cualquier posición
    0,00%
    0
    Solo si se lanza del ecuador en cualquier momento
    0,00%
    0
    Solo si se la lanza desde el ecuador en un equinoccio
    0,00%
    0
    Solo si se la lanza desde los polos en cualquier momento
    33,33%
    1
    Solo si se la lanza desde los polos en un equinoccio
    0,00%
    0
    Volverá si el tubo no es recto
    0,00%
    0
    Solo vuelve si la tierra deja de girar
    0,00%
    0
    Volverá si la impulsamos a la velocidad de la luz
    0,00%
    0
    Voverá solo si la orbita de la tierra es circular
    0,00%
    0
    Volverá solo si el eje de rotación de la tierra no estuviera inclinado.
    0,00%
    0
    Todas las respuestas anteriores son correctas
    0,00%
    0
    Mas de una de las respuestas anteriores es correcta
    33,33%
    1
    Ninguna de las respuestas anteriores es correcta.
    33,33%
    1
    Es posible que regrese aun considerando el rozamiento del aire.
    0,00%
    0

    La encuesta ha terminado.

    Última edición por Richard R Richard; 15/07/2019, 08:26:10.

  • #2
    Re: Un momento!!!!Que sabemos de la gravedad???

    Hola.

    Vamos al trapo.

    Contenido oculto

    Aqui la clave está en la aceleración de Coriolis, que se aplicaría en el sistema de referencia en el que el tunel esté quieto.

    Como la tierra gira sobre sí misma, y gira con respecto al sol, existen dos fuerzas de coriolis, perpendiculares a la velocidad, que afectan al movimientod e la particula y la pegarían a las paredes.

    Podriamos anular la fuerza de coriolis asociada a la rotacion de la tierra sobre si misma. Esto lo hacemos si cavamos el tunel del polo norte al polo sur. Lo que ocurre es que sigue actuando la fuerza de coriolis debida a la rotacion en torno al sol, que desplazaría la particula unos metros

    Si el eje de rotacion de la tierra no estuviera inclinado, entonces la fuerza de coriolis asociada a la rotacion de la tierra y asociada a la rotación del sol sería paralñelas, y ambas se anularían en el tunel polo norte-polo sur.

    Otra solucion posible sería hacer un tunel que no fuera recto, y que siguiera un recorrido espiral de forma que, en cada instante de tiempo, siguiera la trayectoria de la partícula, sometida a sus fuerzas de coriolis. Esto requeriría soltar la partíclua en el momento exacto en el que su trayectoria futura coincidiera con la del tunel. Entiendo que el mismo tunel (norte sur) podría valer para el recorrido inverso (sur a norte), ya que se invierte tanto la velocidad como la aceleracion de coriolis, por lo que la trayectoria podría ser la misma. No obstante, como al acercarse al polo sur se anula la velocidad, no me queda claro si la trayectoria se haria por el mismo pozo, o habría que excavar uno paralelo desplazado un cierto angulo.

    En cualquier caso, esta solucion sería valida suponiendo que, durante la trayectoria de la particula, la velocidad de rotacion de la tierra y de la tierra con respecto al sol fueran constantes. Esto entiedno que es una aproximacion razonable, en cualquier epoca del año, ya que el tiempo de ida y vuelta es pequeño con respecto al de rotacion de la tierra con respecto al sol. Debido a la excentricidad de la orbita de la tierra, la velocidad angular de rotacion de la tierra con respecto al sol es sensibolemente diferente en invierno y en verano, por lo que sería diferente el tunel espiral en invierno y en verano.


    saludos

    Comentario


    • #3
      Re: Un momento!!!!Que sabemos de la gravedad???

      Hola gracias por participar jugando
      Has visto que parece fácil , pero no lo es tanto.

      Escrito por carroza Ver mensaje
      Hola.

      Vamos al trapo.

      Contenido oculto

      Aqui la clave está en la aceleración de Coriolis, que se aplicaría en el sistema de referencia en el que el tunel esté quieto.

      Como la tierra gira sobre sí misma, y gira con respecto al sol, existen dos fuerzas de coriolis, perpendiculares a la velocidad, que afectan al movimientod e la particula y la pegarían a las paredes.

      Podriamos anular la fuerza de coriolis asociada a la rotacion de la tierra sobre si misma. Esto lo hacemos si cavamos el tunel del polo norte al polo sur. Lo que ocurre es que sigue actuando la fuerza de coriolis debida a la rotacion en torno al sol, que desplazaría la particula unos metros

      Si el eje de rotacion de la tierra no estuviera inclinado, entonces la fuerza de coriolis asociada a la rotacion de la tierra y asociada a la rotación del sol sería paralñelas, y ambas se anularían en el tunel polo norte-polo sur.

      Otra solucion posible sería hacer un tunel que no fuera recto, y que siguiera un recorrido espiral de forma que, en cada instante de tiempo, siguiera la trayectoria de la partícula, sometida a sus fuerzas de coriolis. Esto requeriría soltar la partíclua en el momento exacto en el que su trayectoria futura coincidiera con la del tunel. Entiendo que el mismo tunel (norte sur) podría valer para el recorrido inverso (sur a norte), ya que se invierte tanto la velocidad como la aceleracion de coriolis, por lo que la trayectoria podría ser la misma. No obstante, como al acercarse al polo sur se anula la velocidad, no me queda claro si la trayectoria se haria por el mismo pozo, o habría que excavar uno paralelo desplazado un cierto angulo.

      En cualquier caso, esta solucion sería valida suponiendo que, durante la trayectoria de la particula, la velocidad de rotacion de la tierra y de la tierra con respecto al sol fueran constantes. Esto entiedno que es una aproximacion razonable, en cualquier epoca del año, ya que el tiempo de ida y vuelta es pequeño con respecto al de rotacion de la tierra con respecto al sol. Debido a la excentricidad de la orbita de la tierra, la velocidad angular de rotacion de la tierra con respecto al sol es sensibolemente diferente en invierno y en verano, por lo que sería diferente el tunel espiral en invierno y en verano.


      saludos
      Contenido oculto

      Coriolis por rotación terrestre si...por rotación orbital sobre el sol...depende ...hay velocidad radial hacia el sol todo el año?

      Sobre el tubo con forma ,la bola va y vuelve,según el enunciado, no podemos recogerla al otro lado y volverla a lanzar cuando las condiciones sean las optimas y es un único tubo para ambos viajes

      Comentario


      • #4
        Re: Un momento!!!!Que sabemos de la gravedad???

        Contenido oculto
        Escrito por Richard R Richard Ver mensaje
        ... ¿hay velocidad radial hacia el sol todo el año? ...
        Hay 2 instantes al año en los que la componente en la dirección del Sol de la velocidad de traslación de la Tierra es nula, el Perihelio y el Afelio, llamados Puntos Apsidales.

        Recordar que los Puntos Apsidales nada tienen que ver con los Equinoccios, que son los instantes de inicio de la Primavera y del Otoño. Ni con los Solsticios, que son los instantes de inicio del Verano y del Invierno: Los Puntos Apsidales existen porque la órbita de la tierra es elíptica, mientras que los Solsticios y los Equinoccios existen porque el eje de rotación de la Tierra no es paralelo al eje de traslación.

        Observad que mi intención única en este hilo se ha limitado hasta ahora exclusivamente a intentar responder a la pregunta de Richard
        Escrito por Richard R Richard Ver mensaje
        ... ¿hay velocidad radial hacia el sol todo el año? ...
        Saludos.
        Última edición por Alriga; 15/07/2019, 16:25:20. Motivo: Mejorar explicación
        "Das ist nicht nur nicht richtig, es ist nicht einmal falsch! "

        Comentario


        • #5
          Re: Un momento!!!!Que sabemos de la gravedad???

          Escrito por Alriga Ver mensaje
          Contenido oculto
          Hay 2 instantes al año en los que la componente en la dirección del Sol de la velocidad de traslación de la Tierra es nula, el Perihelio y el Afelio. Recordar que el Perihelio y el Afelio nada tienen que ver con los Equinoccios, que son los instantes de inicio de la Primavera y del Otoño. Ni con los Solsticios, que son los instantes de inicio del Verano y del Invierno.

          Saludos.


          Contenido oculto

          Coriolis depende de la velocidad angular. La tierra tiene velocidad angular de rotacion con respecto al sol todo el año. Entiendo que la velocidad radial no es relevante.


          saludos

          Comentario


          • #6
            Re: Un momento!!!!Que sabemos de la gravedad???

            Contenido oculto
            Escrito por carroza Ver mensaje
            Contenido oculto

            Coriolis depende de la velocidad angular. La tierra tiene velocidad angular de rotación con respecto al sol todo el año. Entiendo que la velocidad radial no es relevante.


            saludos
            Desde el punto de vista del observador en tierra , ese coriolis sol-tierra que mencionas, desvía la trayectoria de la bola por que varia el modulo de la velocidad angular durante el año ?? o bien hay ....


            Escrito por Alriga Ver mensaje
            Contenido oculto


            Observad que mi intención única en este hilo se ha limitado hasta ahora exclusivamente a intentar responder a la pregunta de Richard

            si pongo todas las pistas....la solución me queda bastante obvia.

            Te has fijado que algunos textos de divulgación hace coincidir o en realidad no le presta atención a que esos eventos no suceden simultaneamente...esta diferencia la he omitido adrede , veremos cuantos se apuntan , y si en realidad es relevante para la que creo única solución.

            Comentario


            • #7
              Re: Un momento!!!!Que sabemos de la gravedad???

              Contenido oculto


              Pasados unos días, doy mi solución. La cual no vote en la encuesta, para no distorsionar el resultado, ya que , pocos hasta ahora se animaron

              Siempre llega, lanzandola en cualquier punto de la tierra, en cualquier momento del año
              Esta no respuesta no puede ser valida, porque dada la pista del título del acertijo "Momento...." , vemos que la conservación del momento angular y lineal de la bola, debido a la rotación terrestre haran que desvie respecto del pozo.


              Solo llega cuando se la lanza en un equinoccio desde cualquier posición
              lo que hace pensar que en los equinoccios la proyección del eje de rotación terrestre sobre la eclíptica sea tangente, pero de nuevo el lineal de la bola arrojada desde cualquier punto debido a la rotación terrestre hará que desvie respecto del pozo.


              Solo si se lanza del ecuador en cualquier momento
              Esto solo agudiza el problema ya que el ecuador es el lugar de mayor momento lineal


              Solo si se la lanza desde el ecuador en un equinoccio
              tampoco es valida, incluso en ese dia debido a que el momento lineal de la bola es máximo y hará que desvíe respecto del pozo.


              Solo si se la lanza desde los polos en cualquier momento
              Esto minimiza el problema del momento lineal, pero la inclinación del eje de rotación respecto del plano de la eclíptica , hace que cambie radio de órbita de la bola respecto del sol , y termine tocando los laterales del tubo.

              Salteo uno para analizarlo en mas detalle masa adelante


              Volverá si el tubo no es recto
              pareciera que en ciertas condiciones, se podría anular el efecto de la rotación terrestre , si el tubo fuera curvo , y de hecho se podría hacer una trayectoria que vuelva a la superficie, pero no saldría por el extremo opuesto cubriendo algo mas de un diametro, la curva sería mas corta, ya que la tierra ha girado durante el viaje en caída libre durante 42 minutos unos 10 grados., pero el problema pasa que no se puede usar el mismo tubo para volver ya que tendrá la curva inversa a la necesaria.


              Solo vuelve si la tierra deja de girar
              No seria cierto literalmente porque existirán lugares donde la velocidad orbital respecto al sol cambia, al adentrarse en el tubo recto y tocara los laterales por conservación del momento lineal, solo unos puntos que varia temporalemente con la trayectoria a lo largo del años, serían los propicios para el lanzamiento, pero para que llegue al otro extremo es necesaria una sincronía 1:1 de rotación respecto de la órbita del sol... no que este sin girar.


              Volverá si la impulsamos a la velocidad de la luz
              Ningún objeto coin mas puede adquirir esa velocidad, por lo tanto es falsa.


              Volverá solo si la órbita de la tierra es circular
              La excentricidad de la órbita de la tierra , no afecta cualitativamente a cualquiera de la respuestas anteriores, e imponer tal condición únicamente, no garantiza el objetivo

              Volverá solo si el eje de rotación de la tierra no estuviera inclinado.
              esta respuesta incompleta tampoco resuelve la diferencia momento lineal entre la superficie y el centro de la tierra.


              Todas las respuestas anteriores son correctas
              Varias opciones no pueden realizarse en el mismo lugar y el mismo momento, luego, es falsa.


              Mas de una de las respuestas anteriores es correcta
              Hasta ahora hemos negado todas las opciones, salvo uuna que no son varias, de hecho esta opción termina siendo falsa

              Salteo otra

              Es posible que regrese aun considerando el rozamiento del aire.
              Esta opción de descarta por la conservación de la energía mecánica estrictamente necesaria para volver a la superficie desde el punto en que se lanza

              Luego nos quedan dos opciones----


              Solo si se la lanza desde los polos en un equinoccio
              Ninguna de las respuestas anteriores es correcta.
              en los equinoccios tenemos obien tangencia o bien perpendicularidad de l proyección del eje de rotación sobre el plano de la eclíptica, o bien el centro de la tierra un punto del ecuador y el sol se encuentran sobre la misma recta.

              Haz clic en la imagen para ampliar

Nombre:	estaciones-del-ano.jpg
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Tamaño:	26,0 KB
ID:	304624


              es posible,eliminar el momento lineal de rotación terrestre arrojando la bola desde cualquiera de los polos, pero en los equinoccios hay velocidad radial, ya que no estamos en el afelio ni en el perihelio, como parece indicar la figura anterior , las fechas en que suceden son el 4 julio y 4 enero , se ve en el siguiente esquema


              Haz clic en la imagen para ampliar

Nombre:	periapo.jpg
Vitas:	1
Tamaño:	23,8 KB
ID:	304625
              entonces lanzando en esa fecha tendríamos una posibilidad , ademas , el eje de rotación siempre apunta a la misma estrella Ursae Minoris si miramos al norte, por lo tanto el eje no cambia su dirección en todo el año, tenemos un eje estable, perece que lo tenemos resuelto.... pero en realidad la tierra en 42 minutos avanza en su trayectoria al rededor del sol un angulo la boca del tubo debería girar ese mismo para acompañar la caid libre de la bola respecto del sol, pero como vimos recién la conservación del momento angular terrestre lo hace imposible....

              Haz clic en la imagen para ampliar

Nombre:	orb.png
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Tamaño:	19,1 KB
ID:	304623



              Luego la respuesta de la encuesta es "Ninguna de las respuestas anteriores es correcta." pues si tecnológicamente fuera posible hacer el orificio, no es posible enviar la bola por el tubo sin que toque los laterales, no importa de donde ni cuando se la lance, mientras la tierra rototraslade inclinada respecto a la órbita excéntrica respecto del sol.




              Hoy he visto este video , que muestra las dificultades técnica a afrontar para cavar un orificio así




              Julio Verne era todo imaginación...nada de fisica....

              Como vi que pocos se han animado a contestar, es posible entender por que algunas peliculas son taquilleras haciendo temer a cosas que son físicamente imposible que sucedan

              Porque Luke tenia miedo de caer hacia el centro de la estrella de la muerte? si el orificio tenia mas de 1 metro de diametro???? adonde iría a parar.....








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