La fuerza centrifuga ¿Deforma el Espacio-Tiempo?

[pantuflo]

En el espacio un objeto en orbita contrarresta la fuerza de gravedad mediante la fuerza centrifuga. Si la fuerza de gravedad deforma el Espacio-tiempo la fuerza que lo anula también lo debería hacer?

[heli]

No.
Según la física clásica el camino más corto entre dos puntos es la línea recta. Newton decía que un objeto se moverá siempre en línea recta mientras no aportemos una fuerza externa.
Podemos refinar esa afirmación diciendo que el camino más corto entre dos puntos es el de igual energía, o el equipontencial. Sacarlo de ese camino necesitaría aportar o robar momento.
La deformación del espaciotiempo se refiere a que la fuerza de la gravedad crea caminos equipotenciales que no son en línea recta, por lo tanto la "nueva línea recta" (la que un objeto mantiene sin modificar su energía) es ahora la curva de la gravedad.

La fuerza centrífuga no es una verdadera fuerza, http://laplace.us.es/wiki/index.php/Fue ... cias_(GIE), pero en cualquier caso, cuando desviamos un objeto de su trayectoria "recta" no lo hacemos modificando el camino equipontencial (deformando el espaciotiempo), sino aplicando una fuerza externa. Una fuerza externa aporta o roba momento que permite salirse de la trayectoria equipotencial.

[BUNAESE]

Siempre he creído que era la presencia de energía la que deformaba el espacio, en este caso tenemos dos la gravedad y la cinética, la primera genera un embudo, la segunda impide que el embudo se trague al móvil.

[heli]

A ver, BUNAESE, si ya has terminado la enseñanza secundaria deberías plantearte repasar algunos conceptos de física:
La gravedad NO es una energía, es una fuerza que se genera entre dos masas. La energía cinética SI es una forma de energía. Es importante distingir fuerza, de energía y de trabajo. Física de secundaria. Además la deformación del espaciotiempo es un fenómeno relativista y la energía cinética es un fenómeno clásico (Newtoniano).

Estricamente hablando la gravedad no deforma el espacio, lo deforma la masa de la tierra, que por E=MC2 es equivalente e una ENERGIA enoooorme. Se puede hacer un equivalente entre la deformación del espaciotiempo y la fuerza de la gravedad porque tienen el mismo efecto sobre los objetos.

Por otro lado le energía cinética SI es una forma de energía y, por lo tanto, debería deformar el espaciotiempo. Pero es tan débil (en términos relativistas, también podemos hacer su equivalencia en masa usando E=MC2) que sus efectos son inapreciables (equivale a una masa minúscula con efectos gravitatorios minúsculos). Nunca podrá contrarestar la fuerza de la gravedad en terminos de deformación del espaciotiempo.
Básicamente la deformación del espaciotiempo es un fenómeno relativista y la energía cinética es un fenómeno clásico (Newtoniano).

No basta con creer en las cosas, hay que calcularlas. El anumerismo científico es muy común y muy fácil de erradicar.

[BUNAESE]

Claro que es una fuerza, pero generada por la energía gravitatoria, es la energía la que genera el embudo, la pendiente del embudo se aplana al alejase de la masa que lo produce, y el efecto de la energía cinética es local en torno al móvil, por lo que siendo una energía mas débil iguala ambas fuerzas mantiene la orbita.

[heli]

La energía gravitatoria es un concepto de física clásica, no genera embudos ni deforma el espaciotiempo. Se refiere sólo a la energía potencial de una masa sometida a un campo gravitatorio. Es la que se usa para resolver problemas de masas suspendidas, planos inclinados etc.

Centrate: Las deformaciones espaciotemporales son conceptos relativistas y se resuelven con física relativista. Aquí lo que deforma el espacio es la energía relativista que posee una masa, calculada mediante E=MC2.

Pero si prefieres pensar que cuando sujetas un coche que baja por una pendiente estas modificando la pendiente y aplanándola en lugar de frenar el coche mediante una fuerza de la misma magnitud pero de distinto sentido, sigue pensándolo. Pero si te piden que lo calcules matemáticamente creo que tendrás bastantes problemas con ese planteamiento. No basta con describir fenómenos, hay que resolverlos matemáticamente...

Estas mezclando conceptos que no son comparables, revisa la física de secundaria y aplícate la máxima de Manolete.

[Richard R Richard]

En el espacio un objeto en orbita contrarresta la fuerza de gravedad mediante la fuerza centrifuga.

Hola, la fuerza centrifuga, es una fuerza ficticia, solo aparece cuando formulas la segunda ley de newton en sistemas de referencia acelerados como ejemplo sirve un cuerpo en rotación.
Pero si crees que algo se anula es porque el cuerpo que gravita te acelera tanto al cuerpo que orbita como al observador solidario a ese objeto.

Si realmente quieres analizar el sistema de un cuerpo orbitando a otro, hazlo con un sistema de refererencia inecial, donde verás que la aceleración necesaria para mantener la órbita no es nula y se la llama centrípeta.

Si la fuerza de gravedad deforma el Espacio-tiempo la fuerza que lo anula también lo debería hacer?

Lo que curva el espacio tiempo, es la energía, no una fuerza.
Si me permiten mediar entre lo que Heli bien te explica,
En un sistema de dos cuerpos, por lo general decimos que el cuerpo de menor masa orbita al de mayor, pero en realidad según la teoría clasica de Newton ambos orbitan con la misma frecuencia angular un centro de masas común.
Pero ya en relatividad ya que mezclas el tema, la cosa es diferente, cuando hablas de embudo, es una imagen imagen mental para comprender que la trayectoria es una curva geodesica, que en realidad es la curva mas recta para ese espacio tiempo.
Quien deforma el espacio tiempo? , la energía contenida en la masa del objeto gravitante. El modelo matemático toma la premisa de suponer toda la masa contenida en una esfera rodeada de vacío, las ecuaciones de Einsten son 10 ecuaciones en derivadas parciales con 10 incognitas.( usas matrices, tensores, y mas de 500 derivadas, para un simple calculo) Einstein mismo pensó que nadie jamás podría plantear un modelo que diera soluciones exactas, pero meses después de formular su teoría Karl Schawarzchild propuso una métrica(una solución), que da predicciones exactas del movimiento de los objetos en ese espaciotiempo, para particulas de prueba pequeñas (masa despreciable), ese es tu modelo embudo, BUNAESE, el mismo que predijo la existencia de agujeros negros.

En relatividad general RG, cualquier objeto dejado en libertad de movimiento y sin interacción con ninguna otra fuerza, describira esa trayectoria geodésica, que dependerá de las condiciones iniciales del movimiento,(posición, y velocidad). Por eso la luz hace una trayectoría hiperbolica en la mayoría de los casos, los setelites hacen otras curvas cerradas, etc.

Si lo que entiendo quieres es un acto de reciprocidad, que el pequeño objeto o no tan pequeño también altere el espaciotiempo con su contenido de energía (de la propia masa y sin despreciar su energía cinetica (infima con respecto a la energía contenida en la masa), etc) pues bien en RG, no hay soluciones (métricas) que describan tanto el movimiento relativo de los dos cuerpos entre sí, como el de cualquier tercer cuerpo sometido a la acción gravitatoria de ambos, solo se puede hacer computacionalmente, pues nadie ha propuesto una fórmula que prediga los movimientos de manera exacta o muy aproximada en más de 100 años de historia, como fue la de Schawarzchild, para una masa y un pequeño cuerpo obitante.

En un espacio tiempo plano como el de Minkowski, una geodesia es una recta muy simlar a las del modelo 3d cartesiano.
En un espacio tiempo curvo como el que rodea a una masa que gravita, una geodesia es una curva en el modelo 3d cartesiano.

En ambos modelos cualquier objeto que es dejado en caida libre sigue una geodesía, es un espacio plano, sigue una recta, en uno curvo , algun tipo de orbita, pueden ser similares a hipérbolas, párabolas, elipses y circunferencias, pero por lo general en RG, las óbitas pueden ser cerradas pero no son nunca ninguno de los 4 modelos de curvas puros, en órbitas cerradas siempre hay precesión del periastros, y otras concecuencias medibles, y porsupuesto muy probadas por mediciones astronómicas durante los últimos 100 años, que prueban que RG es más exacta que el modelo Newtoniano.

Saludos