LAS FUERZAS GRAVITATORIAS. LEY DE GRAVITACIÓN UNIVERSAL.

LAS FUERZAS GRAVITATORIAS.

1. LA LEY DE GRAVITACIÓN UNIVERSAL (L.G.U.).

2. CONSECUENCIAS DE LA FUERZA GRAVITATORIA.

1) La ley de gravitación universal.

► Introducción histórica: A lo largo de la historia se han sucedido distintos modelos que intentan explicar el movimiento de los astros (el Sol, la Luna y los planetas) en el universo.

Isaac Newton encontró la respuesta definitiva a la dinámica de los planetas a partir del estudio detallado de las Leyes de Kepler y gracias a su genio matemático:

“Los planetas giran alrededor del Sol describiendo órbitas elípticas.

El Sol ejerce sobre los planetas una fuerza de atracción gravitatoria que hace que los planetas giren en torno a él”.

● Consecuencias de la “síntesis newtoniana”:

○ Unificó la mecánica terrestre y celeste (las leyes que gobiernan el movimiento de los cuerpos en la Tierra gobiernan el movimiento de los astros en el cielo)

○ Supuso una nueva concepción mecanicista del mundo (todos los fenómenos podían tener una interpretación a través de la mecánica, lo cual podría conducir al ateísmo)

► La ley de la gravitación universal

● Enunciado:

“Todos los cuerpos del universo se atraen mutuamente con una fuerza que es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa.”

VÍDEO: LEY DE GRAVITACIÓN UNIVERSAL

● Expresión matemática:

Donde:

○ M y m son las masas que interactúan (kg)

○ d la distancia que las separa (m)

○ G es la constante de gravitación universal y su valor en el S.I.:

                                                          G = 6.67.10 ^{- 11} Nm²/kg²

                                                                           Nota: SUSTITUIREMOS LOS DATOS CON LAS UNIDADES AL RESOLVER LOS PROBLEMAS 

Así, para el sistema formado por la Tierra y la Luna:

● Características de la fuerza gravitatoria:

○ Es una fuerza universal: todos los cuerpos con masa están sometidos a esta fuerza.

○ Es una fuerza de atracción.

○ Es un vector que tiene la dirección de la recta que une el centro de gravedad de ambos cuerpos.

○ Solo se observa cuando uno o los dos cuerpos tienen masas muy grandes.

2) Consecuencias de la fuerza gravitatoria.

► La fuerza peso

√ Recordemos P = m. g.

√ Comentemos la siguiente tabla:

Astro	Masa (kg)	Radio (km)	g (m/s2)
Tierra	6,0.1024	6370	9,8
Luna	7,2.1022	1740	1,6
Marte	6,5.1023	3380	3,8

► El equilibrio

                 
VUELCA - NO VUELCA


Se define centro de gravedad como el punto de aplicación de la resultante de todas las fuerzas gravitatorias que actúan sobre un cuerpo. En un cuerpo geométrico y homogéneo su centro de gravedad coincide con su centro geométrico. Sin embargo, en un cuerpo irregular no.

Se habla de equilibrio estable (aunque separemos el cuerpo de su posición de equilibrio este tiende a recuperarla), inestable (al separarlo un poco, vuelca -ej: un trompo-) e indiferente (ej: un coche ya volcado).

► Los ciclos de las mareas

Las mareas son el movimiento de subida y bajada del nivel del agua de mar que se produce de forma cíclica dos veces al día. Son el resultado de la atracción gravitatoria que la Luna y en menor medida el Sol ejercen sobre la Tierra.

Para saber más: 

 

- Fuerza de gira en un coche: Educaplus

- Sobre la posición de la Tierra y el Sol: Perihelio, afelio y solsticios.