Tal vez no hace falta decir, pero de acuerdo a las leyes de Newton "cada acción tiene una reacción igual y opuesta". ¿Cómo los astronautas, especialmente aquellos en el interior de pequeñas naves espaciales como la Tripulación del Dragón, no "empujar" la nave espacial cuando se rebote y el empuje de las paredes? En órbita, donde incluso el botón de tamaño de los propulsores de iones de empuje de la nave espacial, ¿cómo se hace un astronauta empujando contra una pared no se mueve o spin?
Respuestas
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S. McGrew
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24
Cuando un astronauta golpes contra la pared de la nave espacial, la nave espacial hace ganar lo que impulso el astronauta transferencias a la pared. Sin embargo, el astronauta pierde impulso-o ganancias en la dirección opuesta. El resultado neto es que el centro de masa del astronauta y la nave no se mueve, y el ímpetu combinado no cambia.
Es digno de notar que, del mismo modo, el combinado del momento angular no cambia. Sin embargo, la orientación de los ejes del sistema combinado puede cambiar, así que no es una analogía perfecta entre la traducción y el movimiento de rotación. Consulte "Cómo los gatos de la tierra en sus pies".
refik
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38
¿Cómo los astronautas, especialmente aquellos en el interior de pequeñas naves espaciales como la Tripulación del Dragón, no "empujar" la nave espacial cuando se rebote y el empuje de las paredes?
Tienes razón que cuando un astronauta se choca con las paredes de la nave, algunos de su impulso se transfiere a la nave y a su vez su impulso reduce o se invierte en la dirección. Sin embargo, como S. McGrew unidos en su respuesta, el centro de masa del sistema (astronauta + nave espacial) no se mueve en el largo plazo. Este es un resultado de la ley de conservación de momento lineal.
Aparte de esto, la masa del astronauta es comparativamente menor que la masa de la nave espacial. Así que la combinación de centro de masa permanece casi cerca del centro de masa de la nave espacial, con independencia de la posición del astronauta en el interior del compartimiento presurizado. Así que la combinación de centro de masa y, por tanto, el centro de masa de la nave espacial se mueve muy poco debido a este choque.
En órbita, donde incluso el botón de tamaño de los propulsores de iones de empuje de la nave espacial, ¿cómo se hace un astronauta empujando contra una pared no se mueve o spin?
Incluso el más poderoso del mundo motor del cohete no se puede mover una nave espacial si su boquilla está montado en el "interior" de la nave espacial de tal manera que todas las partículas de escape no tienen manera de salir.
En resumen esto es debido a que, cualquier útil impulso obtenido por la acción del motor es cancelado por la colisión de partículas de escape en el lado opuesto de la boquilla y, por tanto, sin causar el movimiento del centro de masa en un larga duración.
Rotación de una nave espacial es una cosa interesante! Además de la reacción de control de los propulsores (habitual motores de cohetes), las naves están equipadas con ruedas de reacción y/o momento de control giróscopos. Cuando la rueda se hace girar con alta velocidad angular de un motor, se gana algún momento angular en una dirección. Y desde la nave espacial es un sistema cerrado, su momento angular debe permanecer constante, y por lo tanto la nave espacial obtiene una velocidad angular en el sentido opuesto al giro del volante para mantener la constancia del momento angular del sistema.
En su caso, un astronauta puede causar la nave espacial a la vuelta corriendo a lo largo del perímetro circular. De nuevo masas (o más precisamente, los momentos de inercia) de astronauta y la nave espacial de la materia y los efectos son por lo general pequeños.
Stephen
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13
Un astronauta a empujar contra la pared de una nave espacial de la causa que se mueva debido a la Tercera Ley de Newton y la conservación del momento, como usted ha señalado. Sin embargo, el movimiento de la nave espacial no es que notable para un par de razones. Una de ellas es que la nave espacial tiene mucha más masa de la que el astronauta, por lo que cualquier cambio en su velocidad será mucho más pequeño que el del astronauta del cambio de velocidad (en proporción a la relación de sus masas). La otra es que el astronauta está dentro de la nave espacial, así que si se empuja una pared, que con el tiempo se chocan con la pared de enfrente, cancelando cualquier cambio en la nave de la velocidad, como el momentum total de la nave espacial + astronauta no puede cambiar. Por último, mientras que él no hace una diferencia si o no tanto, el astronauta y la pared se están moviendo o simplemente el astronauta es (como el movimiento es no inercial), esta diferencia puede ser difícil darse cuenta de que está viendo un video, en comparación con la experiencia en persona.
Christoph Schiessl
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El astronauta de la mayoría de los que sin duda puede causar la nave a la vuelta, aunque sólo muy lentamente. Si el astronauta se ejecuta alrededor del interior de su nave espacial (AFIAK realista posible sólo en Skylab) la nave espacial va a girar en la otra dirección para mantener el mismo momento angular total. Tan pronto como el astronauta detiene la ejecución de la nave espacial también se detendrá. Como la nave espacial tiene mucha más masa de la rotación de la nave espacial será una pequeña fracción de lo mucho que el astronauta se mueve.
Tenga en cuenta que esto se realiza habitualmente por medios mecánicos. Larga duración de las misiones de orientar la nave espacial con la reacción de ruedas--se mueven mucho más rápido que el astronauta puede, pero es la misma cosa, y resulta que la nave sólo muy lentamente.
