Questão:
Como os planetas retêm o momentum?
Guest_Charlie
2017-05-23 12:59:10 UTC
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Estou assistindo este vídeo no YouTube e nele o palestrante explica um modelo da órbita planetária. Em 1:55, ele mostra como uma bola de gude irá orbitar naturalmente o objeto central e afirma brevemente que os planetas não perderão energia como a bola de gude. Mas não consigo ver como é o caso. Certamente deve haver meteoros, asteróides, cometas, incluindo detritos espaciais em geral, que irão, ao longo dos milênios, diminuir essa energia / momento.

Como então, os planetas podem reter sua energia, quando há quase apenas forças que o retardariam? Aumentar lentamente a energia também não ajudaria, pois compensaria o equilíbrio. Como pode haver estabilidade, especialmente ao longo de milhões de anos?

Versão resumida: os planetas são * enormes * em comparação com qualquer coisa que possa afetá-los. Estamos falando sobre "sacudir uma bola de gude em um caminhão em alta velocidade" de ordens de diferença de magnitude.
O vídeo assume planetas esféricos no vácuo. É claro que todos nós sabemos que não é verdade.
@Shadur a bola de gude quebra o vidro, mata o motorista, fazendo com que o caminhão saia do curso (talvez literalmente se a estrada estiver em uma montanha). Acho que foi nessa parte que os dinossauros morreram.
@Shadur Mais como partículas de poeira em um caminhão em alta velocidade.
@Aron Sim, só funciona com vacas esféricas :-)
A premissa desta questão é falha, porque o palestrante ** não ** afirmou que os planetas não perderão energia. Se você ouvir novamente, você o ouvirá dizer "não perceptível" .. e aí está a resposta para sua pergunta.
Trzy respostas:
Rob Jeffries
2017-05-23 13:36:03 UTC
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Essas forças existem.

Elas são absolutamente insignificantes na maioria das circunstâncias. Se você imaginar um planeta "colidindo com" a matéria enquanto viaja em sua órbita. Digamos que, em média, essa matéria esteja em repouso em relação à estrela que o planeta orbita. Então, para fazer uma mudança muito significativa no momento linear do planeta, ele deve agregar uma fração significativa de sua própria massa.

Tal coisa pode ser importante no início da história de um planeta sistema quando o sistema está cheio de gás e detritos (por exemplo, a formação da Lua), mas mais tarde (e tenha em mente que a definição de IAU de um planeta inclui a especificação de que "limpou o vizinhança em torno de sua órbita ") isso simplesmente não é um problema.

Este artigo de ciência popular sugere que 37.000-78.000 toneladas de material atingem a Terra todos os anos. Parece muito, mas em comparação com a massa da Terra ($ 6 \ vezes 10 ^ {21} $ toneladas) é muito pequena. Se o material estivesse em repouso em relação à órbita da Terra, uma estimativa de ordem de magnitude de quanto tempo esses impactos levariam para afetar significativamente a órbita da Terra seria $ \ sim 10 ^ {16} $ anos.

E mesmo esse é um número irremediavelmente otimista, porque pressupõe que cada bit que causa impacto transmite seu impulso mais ou menos na mesma direção.
@shadur Não, não é. Suponho que o material não tem momento em um referencial heliocêntrico (em média). Suspeito que seja uma suposição razoável.
Isso ou a maioria estaria fora da média, provavelmente.
@shadur Não entendo seus comentários. Dizer que o material não tem em média momento no referencial heliocêntrico é o mesmo que dizer que os objetos orbitam o Sol de forma isotrópica. Esse comportamento (em média) é como a Terra batendo em um objeto estacionário. Não presumi que "cada bit que causa impacto transmite seu ímpeto quase na mesma direção". Minha estimativa não é "irremediavelmente otimista" (por esse motivo).
Acho que, na verdade, a maioria das coisas orbitaria o sol na mesma direção (que a Terra) e, portanto, teria ainda menos efeitos do que um objeto estacionário.
@Shadur Se o ar não tem impulso em um quadro geocêntrico, e você está passando por ele, o efeito do ar em seu impulso não é médio. Isso te segura.
O asteróide médio tem uma órbita com o semi-eixo maior muito maior que o da Terra e com momento angular na mesma direção - quando eles cruzam a órbita da Terra, esperaríamos que eles tivessem uma alta velocidade em relação à Terra a partir da estrutura heliocêntrica, o que significa que eles seria mais provável aumentar a órbita da Terra do que diminuí-la. Em termos mais simples: um objeto do sistema solar externo colidindo com um objeto do sistema solar interno geralmente vai empurrar o objeto interno para fora.
O mármore experimentaria atrito, ao passo que não há atrito no espaço. Só um palpite.
Walter
2017-05-27 11:56:21 UTC
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Na verdade, os planetas não retêm sua energia ou momento angular. No entanto, isso não é (ou dificilmente como explicado por Rob) devido a colisões com meteróides ou qualquer outra poeira, mas devido às suas interações gravitacionais mútuas. Isso é muito mais importante. A energia de interação gravitacional da Terra com Júpiter é cerca de $ 10 ^ {- 4} $ vezes que com o Sol, $ \ sim10 ^ {11} $ vezes mais importante do que a 'poeira'.

O gravitacional as interações são conservativas: a energia e o momento angular não são perdidos, apenas trocados, mas isso não significa que o sistema solar seja estável.

Finalmente, as forças de maré resultam na dissipação de energia (mas não o ângulo total momentum incluindo spin), por exemplo, a órbita da Lua em torno da Terra aumenta o raio em cerca de 1 polegada / ano devido à interação das marés com a Terra. Para a dinâmica do sistema solar, essas marés são as forças não conservativas mais importantes.

Pujan Yadav
2017-05-26 13:26:23 UTC
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Obviamente, existem objetos flutuando no espaço. Considere o espaço como um tecido (aqui, um pedaço de pano esticado). Se você considerar o sol como uma bola de metal de 10Kg e colocá-lo no centro do tecido, verá a profundidade do tecido no centro e à medida que você se afasta sua altura aumenta. Agora, considere a Terra como uma bola de 50 gramas e coloque-a razoavelmente longe da bola de metal. Você notará que a 'terra' se move em direção ao 'sol'.

Aqui está o que isso implica. A força de atração é devida à gravidade. A gravidade de um objeto grande dobra o espaço (Tecido) ao seu redor. É por isso que nada escapa de um buraco negro (a massa infinita dá Gravidade infinita). Agora, a gravidade causa a força centrípeta e força um objeto a se mover em torno dele em órbitas quase circulares. A direção do movimento em qualquer objeto em um caminho circular é dada pela tangente em seu ponto. Portanto, a terra está sempre se afastando do sol ao mesmo tempo em que é puxada em direção a ele.

Isso implica no movimento em órbita, a Terra mantém uma velocidade constante. Como o espaço é um vácuo, não há resistência oferecida e a terra não perde sua energia. Obviamente, se mantivermos objetos de 0,001 grama no caminho de uma bola de 50 gramas que está sob a gravidade de uma bola de 10 kg, não haverá efeito no movimento da 'terra'. Espero que você tenha entendido!

Isso não resolve a questão, que observa que o espaço não é um vácuo, pois contém gás rarefeito e "detritos". Também mistura o modelo "borrachas" de GR com a mecânica newtoniana. Ele contém alguns erros: Os buracos negros não têm massa infinita e a velocidade da Terra não é constante.


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