A Estação Espacial Internacional (ISS) está orbitando a cerca de 7,66 km / s. Em velocidades tão altas, como os astronautas realizam tarefas fora da ISS? Ou é tudo relativo, como se os astronautas estivessem tendo a mesma velocidade (wrt Earth) dentro e fora da ISS, que é igual à velocidade orbital da ISS?
Comentários
- Como você pode permanecer no skate? Como você pode permanecer na ' superfície da Terra, que se move a centenas de milhas por hora em torno do eixo ' da Terra na maioria dos lugares habitados?
- Se para, cai.
- A estação espacial nunca ' t é leve. Ele está experimentando quase tanta atração da gravidade em direção à Terra quanto as pessoas na superfície sentem. – Os astronautas não têm peso pelo mesmo motivo que as pessoas que saltam de paraquedas não ' se afastam umas das outras até abrirem seus paraquedas: eles ' todos estão indo na mesma velocidade, a menos que / até que haja ação de uma força externa. Como não há ' vento no espaço, ' não há forças externas. (XCKD obrigatório: what-if.xkcd.com/58 )
- Não ' não tenha medo, mas cada um de nós está orbitando ao redor do sol a ~ 30km / se ao redor do centro de nossa galáxia a ~ 230km / s.
- @ Peter-ReinstateMonica Uma pessoa caminhando atrás de um trem na frente do trem não ' t experimenta qualquer atração gravitacional significativa do trem. Mas eles ainda se movem junto com o trem e podem mudar sua velocidade relativa à vontade. Podemos experimentar velocidade relativa na vida cotidiana. Em um avião, em um navio, em um trem, em um skate. Eu não ' não acho que seja conceitualmente muito diferente de se mover ao redor do Sol, ou do centro da galáxia, ou qualquer outro lugar.
Resposta
Vejamos a primeira lei de Newton:
Lei I: Cada corpo persiste em seu estado de repouso ou de movimento uniforme para a frente, exceto na medida em que é compelido a mudar de estado pela força impressa.
Na linguagem matemática moderna, isso pode ser afirmado de forma mais precisa.
Em um sistema de referência inercial, um objeto permanece em repouso ou continua a se mover em um velocidade constante, a menos que haja ação de uma força.
Para um EVA, o arrasto atmosférico é desprezível. Quando um astronauta deixa a ISS, ele não experimenta nenhuma desaceleração devido ao arrasto. Eles apenas mantêm sua velocidade. Como antes de partirem, eles estavam orbitando a Terra junto com a ISS, eles orbitarão junto com a ISS depois de partir. Empurrando contra as alças do lado de fora da ISS, eles podem ganhar impulso e se mover na superfície da estação.
Portanto, não, a ISS não desacelera ou se torna estacionária em relação à Terra. Mas a ISS está mais ou menos estacionária em relação ao astronauta.
E, claro, há o obrigatório XKCD (What-If? Orbital Speed) você definitivamente deve ler!
Comentários
- Vamos ' s esperar que eles não ' agendem caminhadas espaciais durante as manobras orbitais. Ops!
- @gerrit Contanto que os astronautas estejam amarrados ou segurando uma alça, isso não é ' um problema. A aceleração devido a reinicializações é pequena o suficiente para que você possa segurar ligado, e os astronautas normalmente também estão amarrados. Ainda assim, por razões óbvias, reinicializações não são regulada durante caminhadas espaciais.
- Newton ' a primeira lei ' não se aplica aqui porque a ISS não viaja em uma linha reta, mas em círculos, sendo constantemente influenciada pela força da gravidade. No entanto, a mesma força se aplica ao astronauta, então sua trajetória permanece a mesma da nave espacial. Mas isso decorre principalmente da 2ª lei de Newton ' e da lei da gravidade.
- @IMil respeitosamente, eu discordo. A primeira lei de Newtons é exatamente por que o astronauta termina (quase) na órbita exata da ISS. Sim, claro, a aparência dessa órbita segue as outras leis, mas ainda assim. Como não há nada agindo no astronauta, termina tudo igual.
- @Polygnome, o que você quer dizer com " não há nada agindo no astronauta "? A ISS e o astronauta estão a apenas 400 km acima da superfície da Terra. A força da gravidade que atua sobre eles é cerca de 90% daquela que atua sobre você e eu, portanto, eles experimentam constantemente uma aceleração de cerca de 8,8 m / s ^ 2.Isso ' é bastante não desprezível, e o ISS não pode ' ser chamado de quadro de referência inercial por qualquer padrão.
Resposta
Não é necessário!
Os astronautas estão em órbita ao redor da Terra, viajando ao mesmo tempo velocidade como suas naves espaciais.
Isso é verdade, estejam eles dentro ou fora da nave espacial.
Então, se eles forem para fora, eles viajam ao lado dela sem nenhuma necessidade de diminuir a velocidade. Claro, como eles estão em órbitas circulares ao redor do centro da Terra, se esperarem 20 minutos, eles retornarão suavemente à nave porque as órbitas do astronauta e da nave se cruzarão em dois lugares. (para mais informações sobre esses 20 minutos, consulte Como estimar qual astronauta fica mais longe da ISS após uma órbita? )
Isso ” s porque cada órbita está em um plano diferente que passa pelo centro da Terra.
Aqui estão algumas fotos de Qual é a distância mais distante que um “humano satélite ”foi de sua espaçonave? e alguns vídeos favoritos de Exploração Espacial SE para ajudar a ilustrar isso
Vídeo da NASA de McCandless: Astronauta Bruce McCandless II flutua livremente no espaço , vídeo e muito mais: NASA lembra o astronauta Bruce McCandless II .
acima: “Esta foto de 7 de fevereiro de 1984 disponibilizada pela NASA mostra o astronauta Bruce McCandless II participando de um spa caminhe a poucos metros de distância da cabine do ônibus espacial em órbita terrestre Challenger, usando uma unidade de manobra tripulada propulsionada por nitrogênio. De aqui
abaixo: “Em 12 de fevereiro de 1984, Bruce McCandless aventurou-se longe da segurança de sua nave, o que nenhum outro astronauta havia feito. Ele conseguiu por causa de uma mochila a jato nova em folha.” Foto: NASA. Cortado de aqui .
