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la gravedad se retrasa por la velocidad de transferencia de la información

Hace unos meses tuve el placer de escuchar un episodio de RadioLab (un podcast muy informativo que recomiendo a todo el mundo) en el que estaba Neil deGrasse Tyson. Hablaba del peculiar fenómeno de dejar caer un slinky de gran tamaño y ver cómo la parte inferior del slinky queda suspendida en el aire. Tyson explicaba que la parte inferior del slinky simplemente no sabe que va a caer hasta que llega la parte superior, que lleva la información de la fuerza gravitacional, es decir, que es esencialmente ajeno a la gravedad que se ejerce sobre él (puede que esté estropeando un poco su explicación más elocuente).

Más recientemente he oído una explicación algo más sencilla (y por ello más fácil de aceptar) sobre el hecho de que el muelle está aplicando constantemente una fuerza elástica en su parte inferior para mantenerlo suspendido. Supongo que esto retrasaría incluso el descenso de los objetos rígidos en un grado muy sutil, ya que siempre hay algo de elasticidad.

Dado que la primera explicación es algo más grandiosa y da lugar a una mejor historia, me gustaría confirmar cuál de ellas tiene más peso.

Ya he buscado un poco en este sitio y tengo entendido que la gravedad está limitada por la velocidad de la luz, pero no creo que esto sea necesariamente aplicable aquí, así que por lo que sé esta cuestión no ha sido abordada aquí hasta ahora.

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hnasr Puntos 6

Usted probablemente confundido de lo que estaba diciendo un poco. La información que la parte inferior de la sinusoide se está a la espera de la información que la parte superior de la slinky ya no es compatible. Este viaja por el slinky como la mayor bits de caer y ya no ejercen una fuerza (tensión) el apoyo a la parte inferior de bits.

Por cierto, en otras circunstancias, la velocidad de la gravedad (que viaja a la misma velocidad de la luz) es significativo. El ejemplo estándar es si alguien le robó el sol sería de unos 8 minutos para que la información llegue a nosotros. La luz del sol y de la repentina falta de gravedad tanto que tomar alrededor de 8 minutos para llegar aquí. En el transcurso de los 8 minutos que seguiría a la órbita de la ubicación del sol que solía ser normal.

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SBWorks Puntos 245

Digamos que usted está sosteniendo el slinky y no caer. ¿Por qué no se cae? La misma razón por la que el cielo no se está cayendo.

La atmósfera tiene capas de aire y la capa de abajo tiene más presión que la capa por encima de ella así que hay una fuerza neta sobre el aire empujando hasta que es suficiente para que se quede allí.

Mismo con el slinky. Vamos a hablar un vistazo a las slinky mientras se lleva a cabo. Tiene capas y toda la cosa se estira más de lo que sería en el espacio profundo. Que la parte inferior capa más se siente la fuerza de gravedad hacia abajo y debido a que el resorte se estira, se siente una fuerza hacia arriba (una estirada slinky tiene sus partes que ejercen fuerzas sobre cada uno de los otros que están tirando juntos). Se mantiene el estiramiento hasta esas fuerzas en equilibrio. Así que ellos son equilibrados. Ahora mira en la parte superior de la capa se siente la gravedad hacia abajo, sino que lo sostiene, sino que se sostiene más que la gravedad tirando sólo de que la capa de abajo que usted sostiene con la fuerza de la gravedad en todo el slinky. Poco desde el slinky es strechted hay una tercera fuerza tirando de la capa de abajo. La fuerza tirando de él hacia abajo es igual a la Mg, donde M es la masa de todo el resto de la slinky (ya que es igual y opuesta a la fuerza que el resto de la sinusoide se siente desde la capa superior).

Así que aquí están las fuerzas en una capa. Cada capa de masa $dm$ se siente con la fuerza de gravedad hacia abajo de $gdm.$ Cada capa está tirando hacia arriba de la capa de abajo con una fuerza de $gM_b$ (donde $M_B$ es el slinky masa de abajo). Y por lo que se siente igual y opuesta a la fuerza de la parte inferior de la slinky empujando hacia arriba con una fuerza de $gM_b.$ Cada capa es sentir una fuerza hacia arriba de $g(dm+M_b)$ (tenga en cuenta que es la fuerza de la masa por debajo de la capa superior, ya que se siente más nueva que la capa es demasiado, así que todo esto es consistente). Y la capa superior se siente esa misma fuerza $g(dm+M_b)$ hacia arriba, excepto que se siente de su mano y no de más slinky.

Así que las fuerzas se $g(dm+M_b)$ hacia arriba desde arriba slinky de la capa o de la mano. Y $gdm$ hacia abajo de la gravedad. Y $gM_B$ de la capa de abajo, si la hubiera ($M_b=0$ para la capa inferior. Por lo que el. La fuerza neta sobre cada pieza es igual a cero. Cada capa se siente su propia gravedad, y se siente que las fuerzas de la capa de arriba (o tienes) y de la capa de abajo (si es que la hay), pero todo se equilibra.

Ahora las fuerzas de las diferentes capas son causadas por el estiramiento, que, naturalmente, es de una cierta longitud en el espacio profundo, cada capa se extendía hasta que todo equilibrada como la de arriba. Pero si usted choca con un resorte en la tabla y comprimido, a continuación, después de dejar de golpear que uno de los extremos, a continuación, una onda iba a viajar a través de él a una velocidad finita, tal como una ola hace la ola. Que se basa en la velocidad a la que el slinky puede hacer la coordinación de las respuestas a los cambios.

Así que cuando usted va a dejar que la capa superior se detiene la sensación de una fuerza de tu mano y siente que su propia fuerza de gravedad y todavía se siente que la fuerza de $gM_b$ de la sinusoide de la capa debajo de ella. Por lo que se siente una fuerza que podría acelerar mucho más que sólo g sin embargo, una vez que empieza a moverse, se vuelve menos estirada así que empieza a sentir menos fuerza tirando de él hacia abajo. Esta es la ola que comienza en la parte superior. Se viaja a una velocidad finita. Pero se necesita tiempo para llegar a la parte inferior. Mientras tanto, la parte inferior se extendía aún así, con todas esas capas cerca de la parte inferior son tan estirados como siempre lo fueron y así ejercer todas las fuerzas que siempre hicieron en cada uno de los otros de forma que cada capa aún tiene la fuerza que necesita para contrarrestar la gravedad.

Hasta que la ola de cambios, comenzando en la parte superior se que es.

1voto

John Duffield Puntos 4475

Tyson explica que la parte inferior del slinky simplemente no sabe que va a caer hasta la llegada de la parte superior que lleva la información de la fuerza gravitacional - es esencialmente ajeno a la gravedad que se ejerce sobre él (puede que esté chapurreando un poco su explicación más elocuente).

Eso no es cierto. No tiene nada que ver con la "información". El fondo del slinky no cae porque hay una tensión hacia arriba en él.

Es este ¿la función de RadioLab? Hay algo de física legítima, pero el sabor que capté es que es un programa de radio de ciencia popular.

Más recientemente he oído una explicación algo más sencilla (y por ello más fácil de aceptar) sobre el hecho de que el muelle está aplicando constantemente una fuerza elástica en la parte inferior del muelle para mantenerlo suspendido.

Esa es la explicación correcta. No se mueve porque las fuerzas se equilibran.

Supongo que esto retrasaría incluso el descenso de los objetos rígidos en un grado muy sutil, ya que siempre hay algo de elasticidad.

Sí, pero no mucho. En el programa de RadioLab los chicos hablan de un bolígrafo a los 6 minutos 0 segundos.

Dado que la primera explicación es algo más grandiosa y da lugar a una mejor historia, me gustaría confirmar cuál de ellas tiene más peso.

Este último.

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