¿Cuál será la velocidad de un avión después de 10 horas en vacío / espacio exterior si la velocidad inicial fue de 20,000 millas / hora?

Si tomo las palabras de su pregunta literalmente, la respuesta es 20,000 mph. Un sistema de propulsión de un avión no podría generar ningún empuje en el vacío y en el vacío no habría nada que redujera la velocidad, excepto la gravedad.

Es posible que pueda predecir cambios en la velocidad (tenga en cuenta que dije velocidad, no velocidad) si agrega información sobre “dónde” su nave espacial se desplaza a 20,000 mph. Si estuviera cerca del Sol, lo suficientemente cerca como para estar realmente al alcance de la gravedad del sol, entonces, en tan poco tiempo como 10 horas, la velocidad podría haber aumentado y el vector de velocidad se habría girado hacia el sol. Sin embargo, si estuvieras en una región más vacía del espacio, en diez horas probablemente no habría un efecto gravitacional de ningún cuerpo masivo y, por lo tanto, ningún cambio perceptible en la velocidad de tus naves.

Cuando dijiste una aeronave, también podrías haber dicho una tumbona o lavavajillas con respaldo alto. Esas cosas que comienzan a 20,000 mph en el espacio también viajarían a la misma velocidad y en la misma dirección muy probablemente si estuvieran en el espacio exterior y en el vacío total y viajando durante 10 horas, o 10,000 horas.

Prefiero imaginar un pingüino disparado desde un canon futurista cuya velocidad de expulsión fue de 20,000 mph. Disparado al espacio exterior, digamos desde una nave espacial hacia una estrella distante, el pingüino probablemente viajaría a 20,000 mph cincuenta años después, ya que en la definición general de “vacío / espacio exterior” no habría absolutamente nada en el camino del pingüino. para hacerlos más lentos, básicamente siempre.

Es algo muy bueno sobre el espacio exterior. Ponga algo en movimiento en la mayoría de las direcciones y seguirá funcionando indefinidamente.

Ver la respuesta de Michael Bartness. Lo único que agregaré es la cuestión de la dirección y la proximidad a cualquier cuerpo celeste y su atracción gravitacional concomitante. Si no hay nada en el camino, la respuesta es que la velocidad se mantendrá constante y el comentario de Michael de que no importa si es un avión o un pingüino es exactamente correcto. Sin embargo, si algo se acerca a estar en el camino, la historia cambia. Por ejemplo:

La combinación Apollo CSM / LM se aceleró y fue azotada por la atracción gravitacional de la luna. El desafío, por supuesto, era que no apuntaban a la luna … apuntaban a un punto a cierta altitud sobre la superficie de la luna para proporcionar una trayectoria de retorno libre guiada y alimentada por la gravedad lunar. Tanto la velocidad como la dirección cambiaron como resultado de la gravedad de la luna.

Del mismo modo, los Módulos de Comando Apolo que regresan de la luna se aceleraron a aproximadamente 25,000 mph por la atracción gravitacional a medida que se acercaban a la Tierra. También fueron dirigidos cuidadosamente a una delgada porción de la atmósfera y su velocidad disminuyó bastante rápido durante el reingreso … en mucho menos tiempo que las 2 horas especificadas en la pregunta original.

En el vacío, la velocidad de la aeronave seguirá siendo la misma, es decir, igual a su velocidad inicial. Por lo tanto, no hay gravedad, según la primera ley de movimiento de newton, el avión continúa la velocidad inicial hasta que, a menos que una fuerza opuesta actúe sobre él.