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.
