Se cree que la órbita de un cuerpo celeste alrededor de otro está causada únicamente por la gravedad. Sin embargo, ¿podría parte de la fuerza que determina la órbita (al menos en teoría) estar causada por una diferencia de potencial eléctrico entre los dos cuerpos? Por ejemplo, suponemos que la Tierra es eléctricamente neutra. Pero, ¿tenemos alguna forma de excluir que pueda haber un exceso de electrones en la Tierra?
Respuestas
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lizzie
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Pero, ¿tenemos forma de excluir que pueda haber un exceso de electrones en la Tierra?
Sí.
En primer lugar, el viento solar está formado por muchas partículas cargadas. Si la Tierra tuviera una carga neta, las partículas de carga opuesta se atraerían y las de carga similar se repelerían. Esto conduciría, en promedio, a una acumulación de partículas de carga opuesta hasta que la Tierra se volviera neutra.
En segundo lugar, no hay forma de que la fuerza de Coulomb imite la fuerza gravitatoria en el sistema solar. Si dos objetos interactúan gravitatoriamente, la fuerza es atractiva. Si dos objetos interactúan electrostáticamente, la fuerza sólo es atractiva si uno está cargado positivamente y el otro negativamente. Ahora, añada un tercer objeto a cada uno: en el caso gravitatorio las fuerzas siguen siendo atractivas, pero en el caso electrostático la fuerza debe ser repulsiva para el que tiene la misma carga y atractiva para el que tiene la carga opuesta. No hay forma de que la fuerza de Coulomb imite a la gravedad con 3 o más objetos, y el sistema solar tiene muchos más de 3 objetos.
Rob Jeffries
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Bueno, podrías dejar caer algo que estuviera cargado negativamente y ver si cae a la Tierra o vuela lejos de la Tierra.
La gravedad sólo tiene un signo de "carga gravitatoria" (también conocida como masa), mientras que la fuerza de Coulomb tiene dos. Sería rápidamente evidente si las cosas con carga opuesta se vieran afectadas por la "gravedad" de forma diferente.
Si tu argumento es que el desequilibrio de cargas es tan pequeño que no podría hacer este sencillo experimento, entonces el efecto también será demasiado pequeño para afectar a la gravedad a grandes escalas, ya que tanto la gravedad como la fuerza de Coulomb dependen de $r^{-2}$ de la misma manera.
Oscar Smith
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Existen fuerzas eléctricas masivas entre los cuerpos celestes. cada electrón de la tierra repele a cada electrón del sol y atrae a cada protón del sol (y estas fuerzas son órdenes de magnitud más fuertes que la gravedad). sin embargo, todas se cancelan casi por completo. esto se debe a que cualquier desequilibrio de carga local lo suficientemente grande como para tener una fuerza significativa también sería lo suficientemente significativo como para actuar como un acelerador de partículas y lanzar el exceso de partículas cargadas lejos del cuerpo celeste.
lemuel
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El argumento de que el viento solar neutralizará las cargas es válido. También es cierto que un atractivo La fuerza no puede existir entre más de 2 cuerpos porque tendrían el mismo signo. A repulsivo Sin embargo, podría existir una fuerza en la que todos los planetas tuvieran una ligera carga positiva. Tendría que ser mucho menor que la gravedad para no desgarrar los planetas, pero eso está bien.
La supuesta fuerza electrostática se puede calcular directamente a partir de mediciones precisas. Fundamentalmente porque la masa afecta por igual a la inercia y a la gravedad pero la carga sólo afecta a la fuerza [1] .
La velocidad orbital viene determinada por la inercia y fuerza centrípeta $F_c = \frac{m \cdot v^2}{r}$ .
En fuerza gravitatoria es $F_g = G \cdot \frac{m \cdot M}{r^2}$ .
Supongamos ahora que, además de la gravedad, actúa una fuerza desconocida X:
$$F_c = F_g + X$$
Asumiré que estamos en el cuerpo más grande con masa $M$ (Tierra) y observando un cuerpo más pequeño $m$ (Luna) que está en órbita circular:
$$X = \frac{m \cdot v^2}{r} - G \cdot \frac{m \cdot M}{r^2}$$
que puede reordenarse para calcular la aceleración debida a la fuerza desconocida:
$$a_x = \frac{X}{m} = \frac{v^2}{r} - G \cdot\frac{M}{r^2}$$
La constante gravitatoria multiplicada por la masa de nuestro planeta $G \cdot M$ puede medirse con una masa de prueba. La distancia $r$ a otro cuerpo puede medirse mediante paralaje o radar. La velocidad orbital $v$ puede determinarse a partir del período orbital y $r$ .
Introduciendo los valores para la Tierra y la Luna, obtenemos 0,000019 m/s², que es dos órdenes de magnitud menor que la aceleración gravitatoria 0,00269 m/s² a la distancia de la Luna. Un análisis más preciso sería posible resolviendo las ecuaciones diferenciales en lugar de suponer una órbita circular.
[1] Hay una pequeña advertencia sobre si una carga positiva en todo el planeta perturbaría el experimento de Eötvos y otros experimentos fundamentales lo suficiente como para que acabáramos con fórmulas básicas erróneas.
