Por que hay una velocidad mínima para salir al espacio?

Question

Por que no puedo, por ejemplo, subir a una velocidad constante de 30 km/h y salir al espacio.
Y ya que estamos, por que hay también un ángulo y una velocidad determinada para entrar a la atmósfera.
Respuestas con fundamento, por favor y gracias

Gracias BYOKO, pero no das ningún fundamento que explique mi pregunta

Lo mismo para maurolanz.

A ver... imaginemos que voy subiendo con un avión a reacción, el hecho de que estoy volando y subiendo es por que ya vencí la fuerza gravitatoria, por que no puedo seguir subiendo y salir de la atmósfera (olvidemos en el ejemplo la presurización y otros problemas que no hacen a la pregunta)

Answer 1

Creo que hay una confusión.

¿Has leído sobre la factibilidad (suena extraño pero así es) de un elevador al espacio?
¡Claro que se puede salir al espacio así fuera a 5 cm/hr!, lo que ocurre es que quizá haya confusión con la llamada "velocidad de escape" (verifica el enlace en wikipedia)!

La velocidad de escape se refiere a la velocidad INICIAL necesaria para escapar de la acción gravitatoria de un cuerpo y continuar desplazándose sin tener que hacer otro esfuerzo propulsor.

El valor es útil para diseñar un cohete porque si esperas escapar del todo de la acción gravitatoria de la tierra (sin que al terminarse el combustible caigas de nuevo hacia ella), no esperes lograrlo por debajo de ese valor, aunque a partir de ciertos valores, aunque no escapes del todo, podrías quedar girando a cierta órbita como ocurre con un satélite artificial.

La velocidad de escape de un objeto desde un cuerpo astronómico esférico es proporcional a la raíz cuadrada de la masa del cuerpo, dividida por la distancia entre el objeto y el centro del cuerpo. En el caso de la tierra es equivalente a 40.320 km/h o 11.2 km/s. Por comparar, la velocidad de escape de la luna es de unos 2.4 Km/s


Ahora, ¿por qué el ángulo y la velocidad específicas de entrada?

Pues bien, aunque estamos acostumbrados a que el choque con un fluido (agua o aire) no parecen ser grandes problemas, en realidad depende de la velocidad a la que los toques y el ángulo. Cuando un cuerpo en caida de regreso a la atmósfera terrestre hace contacto con ésta, lo hace de forma violenta... no por casualidad la superficie de la nave se pone al rojo vivo. Pues bien, siendo el caso que regresas del espacio a la tierra aprovechando la atracción de la gravedad, si no tomas el ángulo adecuado al "atacar" o pegar sobre la atmósfera y una cierta velocidad máxima, simplemente rebotarás como si hubieras hecho contacto con algo muy consistente y puedes terminar alejándote al espacio. ¿Viste Apolo 13?

Aunque es algo forzado el ejemplo (pues no puedes mantener un ángulo en este caso) Imagina que quieres echarte un clavado a una alberca. Si entras directamente (a 90°) el rozamiento y la fuerza opositora serían demasiado fuertes a cierta velocidad y podrían causarte mucho daño. Si lo haces en ángulo inclinado (menor a 90°) el impacto a la misma velocidad se reduciría, pero si a la misma velocidad tomas un ángulo demasiado abierto (casi paralelo a la superficie) rebotarás como lo hace una piedra arrojada a la superficie (los famosos "patitos" con que jugamos en un rio), o como un esquiador que cae sobre la superficie del agua a más de cierta velocidad.

Que un transbordador espacial rebotara sobre la superficie de la atmósfera no es ningún chiste porque no cuenta con mayor combustible para contrarrestar la aceleración y volver a "caer" hacia la tierra (recuerda los grandes tanques que deja caer en su ascenso y con los que ya no cuenta para su regreso).

Espero haber ayudado.

Answer 2

porque lo que hay que vencer es la aceleracion gravitacional de la tierra y por lo tanto tambien la energía potencial del objeto que tiene que salir de la atmósfera, en fin, y con palabras entendibles, con la energía cinética suficientemente alta, lograras vencer la energía potencial que te hace estar dentro de la atmósfera

en cuanto al ingreso se debe a que es necesario un angulo que sea tangente con la curvatura de la atmósfera para evitar el rozamiento máximo y como consecuencia evitar la fatiga rapida del objeto, imaginate que si el objeto ingresara perperdicular a la atmósfera seria muy bajo la posibilidad de que no se dañe totalmente porque al tener tanta velocidad de entrada y encima en angulo perpendicular el rozamiento es maximo.

Saludos

Answer 3

Existen dos respuestas:

La ideal:
Se supone que la Tierra es totalmente esférica y la fuerza de fricción del aire contra el objeto es nula; si un cuerpo SALE DISPARADO con una velocidad v (sólo inicial de disparo, como una bala) y se encuentra en la superficie terrestre, se aplica conservación de la energía:

-kmM/r + .5mV^2 = 0
V = raiz(2kM/r)
M masa de la tierra, k cte. de LGU, r distancia del centro a la superficie terrestre.
Así V es la velocidad mínima para escapar de la Tierra, independientemente de la dirección de disparo.

La realidad:
En realidad una vez superada la gravedad y la fricción del aire mientras se asciende; ya sea con movimiento acelerado o a velocidad cte. pero ascendiendo ya es posible salir al espacio.

Por otro lado para minimizar el uso de combustible los cohetes salen disparados con una componente de dirección al movimiento de rotación de la tierra.

Suerte

Answer 4

Te voy a dar un ejemplo que tal vez te ayude a comprender. :
La tierra tiene una gravedad y una atmosfera , la gravedad es la que "Jala todo cuerpo hacia si misma" y lo atmosfera es el plano limite entre el aire y el vacio, asi como el limite de atraccion de la gravedad.
Cuando se excede ese limite ya no existe atraccion hacia la tierra y del otro lado esta el espacio en "Vacio"
La tierra gira a miles de kilometros por hora sobre su eje y existe una fuerza centrifuga en la parte mas externa,la cual no permite que cosas del exterior "entren" a donde existe mucha mas friccion debida al aire mas saturado que se encuentra en atmosfera.
En el espacio donde no hay gravedad las cosas no tienen friccion al ir ala velocidad que se les antoje, pero en la tierra donde existen variedad de gases el aire se vuelve muy denso y por lo tanto hay mucha friccion al entrar en contacto con la atmosfera.
Un ejemplo: Si vas en un auto a 150 km x hora y vas con ventanas cerradas no sientes ningun efecto de nada, pero si abres la ventana y rapidamente sacas el brazo veras como te lo jala hacia atras dando un tiron que generara que endurezcas tu brazo para mantenerlo en posicion. Ese tiron es energia y la energia produce calor.
Pero si pones el brazo en posicion de flecha hacia donde se dirije el auto , la fuerza de friccion disminuye y no producira tanta energia el mantenerlo recto.
Por tal motivo un avion a 30km por hora NO PODRIA salir nunca de la atmosfera hacia el espacio, y el angulo para entrar a la atmosfera seria como el ejemplo del brazo en la linea hacia donde el auto va.
Espero ahora si entiendas por que no se puede salir ni entrar a la tierra si no tomas su velocidad.
Otro Ejemplo: Un camion va caminando , para subirte tienes que correr a su misma velocidad, y para bajarte tienes que emplear energia tomando la misma velocidad que trae y aparte enfrenando para no caerte y rasparte la cara.
ME Entendiste? Espero sea tu mejor respuesta.!!!

Answer 5

por culpa de la gravedad a 30 km/h no tienes la suficiente energia como para poder romper la fuerza de gravedad aparte de que te llevaria un buen rato salir de la tierra lo que implicaria aun mas combustible lo que agragaria mas peso a la nave y por lo tanto menos posivilidades de salir lo del angulo noce pero me imagino que es importante para poder entra en orvita con la tierra y poder toma impulso tambien quisa disminuña los efectos de la friccion con la atmosfera

volar no implica que as dejado atras los efectos de la gravedad por que no te checas esta pajina http://www.correodelmaestro.com/anteriores/2007/enero/nosotros128.htm