¿Posible solución a la imposibilidad del movimiento perpetuo?
Hola, aver si te interpreto, nos quieres preguntar si cambiando el marco de referencia de donde se observan ciertos fenómenos, estos podrían ser catalogados como que su imposibilidad de mantener el movimiento perpetuo ha sido resuelta? Si es así .... te comento que no.
Hagamos un breve repaso, desde hace casi 100 años, la teoría clásica compuesta por el modelo newtoniano de la gravitación, las leyes de Kepler, y las conservaciones de los momentos angulares en sistemas de dos cuerpos han sido mejorados por los cálculos derivados de la teoría de la Relatividad general, Así que eso que estudiamos en secundaria era una excelente aproximación que permite hoy en día seguir entendiendo estos temas, dado que las matemáticas relativistas son bastante complicadas para muchos mortales y los estudiantes de bachillerato en general, viéndose resumidamente en algunas ingenierías , presentando solo casos especiales conocidos.
Es un tanto conocido que en relatividad general todos los sistemas de referencia son tratados del mismo modo, ya no existe la diferencia de resolución partiendo de sistemas de referencia inerciales o no inerciales.
Pero volviendo a la teoría clásica Newtoniana y analizando lo que sucede en un sistema de dos cuerpos orbitándose como ser la EEI sobre la tierra, donde despreciamos los movimientos que esta última provoca sobre la tierra, podemos analizar movimientos concentrándonos en lo que pasa con el movimiento de la EEI, visto desde de dos sistemas de referencia:
Uno supuestamente estático ubicado en el centro de gravedad de la tierra y otro móvil solidario a la estructura de la EEI
A falta que nos expliques que clase de experimento tienes en mente y te ha llamado la atención, te comento que nada en ausencia de gravedad podría mantener in eternum su movimiento o bien incrementar su energía mecánica...
Desde el sistema de referencia ubicado en el centro de la tierra la EEI tiene una cierta energía potencial gravitatoria, debido a la altura que tiene respecto el centro de la tierra y otra debido a la velocidad orbital. un experimento X en el interior de la EEI debe estar sometido a las mismas condiciones energéticas que la estación. Para mantener la velocidad relativa respecto de la estación tiene que tener la misma velocidad orbital y estar sometido a la misma atracción gravitatoria. Es un error común pensar que como los astronautas los vemos flotar , pensar que en ese lugar la gravedad es nula cuando no lo es, a esa altura la gravedad terrestre solo cayó un 15% . Hay que pensar sus ocupantes van en caída libre junto con la estación por lo tanto no hay aceleración relativa dando la sensación de ingravidez. Pero tampoco hay que pensar que no hay gravedad al interior o aceleración relativa nula, ya que en realidad hay condiciones de microgravedad es decir la aceleración es 1000000 de veces menor a la de la superficie terrestre pero no nula.
Si se espera el tiempo suficiente se verá a los objetos tocar alguna pared, por qué?, por dos razones, una es que a la altura que orbita la EEI todavía a hay vestigios de atmósfera , que la van frenando y periódicamente deben hacerse ajustes de órbita reposicionando y variando la velocidad, la segunda es que estructuralmente es el centro de masas de la EEI desde donde todos los calculos cierran perfectamente, pero es de hacer notar que una variación de 3 metros de altura respecto al centro de la tierra varía en una parte por millón el valor de la aceleración de gravedad, así los elementos que se pongan en reposo relativo al CM y estén ubicados por encima del CM intentarán pegarse al techo y por delante de la órbita, y los que se pongan por debajo se moverán hacia el piso y hacia atrás, a este conjunto de cosas le dicen microgravedad.
A que voy con este tocho... es que la conservación es un ideal, no se cumple nunca , siempre hay pérdida, incluso el rozamiento de fuerza de marea provocado en cada átomo de cualquier sistema de dos cuerpos , dad la cantidad de tiempo suficiente se notara la pérdida de energía mecánica respecto del origen, y esto se puede ver porque varía la frecuencia angular y el radio orbital, Es sabido que la Luna se aleja de nosotros, y que siempre presenta la misma cara porque antes al estar mas cerca el acoplamiento de marea le ganó la pulseada a su velocidad angular de rotación sobre su propio eje.(aunque hoy sigue rotando con la misma frecuencia que se traslada alrededor de la tierra).
Así pensar en conservar ya es una ilusión y mucho más intentar crear energía mecánica , aumentando la cinética o la potencial gravitatoria.
Y si nos ponemos en la piel de los astronautas, haciendo una caminata espacial, cualquier experimento en el vacío, no tendrá el rozamiento del aire como aquí en la superficie y eso provocará mayor duración en rotación de los giroscopios, pero no por eso se estará violando algún principio de conservación.
La imposibilidad de movimiento perpetuo es clara, para cualquier tipo de experimento, por ejemplo volviendo al caso de un giróscopo, éste debe permanecer orientado siempre su eje de rotación en la misma dirección que tuvo el inicio de su movimiento, al rotar la EEI alrededor de la tierra un observador en la nave verá que su eje rotará con un periodo de 92 minutos, que es el mismo periodo que le lleva a la EEI dar una vuelta alrededor de la tierra, la fuerza que provoca la tierra sobre el giróscopo será suficiente para que en un periodo prolongado pero no infinito detenga su movimiento.
In eternum nada, y que aumente su energía, sin captarla de otra cosa tampoco.