Monografias | Gravitación universal

La gravedad se extiende por todo el universo, según Isaac Newton , que obtuvo esta idea cuando estaba sentado bajo un manzano . Newton entendía el concepto de inercia de Galileo, sabía que en ausencia de fuerzas externas los objetos se conservan en movimiento o en línea recta con rapidez constante . También sabía que todo cambio en la rapidez o dirección de un objeto se debe a la acción de una fuerza .

Newton había estado reflexionando acerca del hecho de que la Luna no describe una trayectoria recta , sino, gira alrededor de la Tierra y también que , un movimiento circular es un movimiento acelerado, lo que implica la presencia de una fuerza ; esta fuerza se desconocía .

Newton tubo la perspicacia de comprender que la fuerza que actúa entre la Tierra y la Luna es la misma fuerza que tira de todas la manzanas y de todas las cosas a la que llamó fuerza de gravedad.

3. La luna que cae
Este concepto proviene de Newton , que comparó la manzana que cae con la Luna . Se dio cuenta que si la Luna no cayese se movería en una trayectoria recta alejándose de la Tierra . Su idea era que la Luna caía alrededor de la Tierra . Así la Luna cae en el sentido de que , cae por debajo de línea recta , que describiría si sobre ella no se ejerciera fuerza alguna .

Newton formuló la hipótesis de que la Luna no era sino un proyectil girando alrededor de la tierra por acción de la gravedad . Newton comparó la bala de un cañón con la Luna ,que al ser disparada, formaba una trayectoria parabólica y si se disparase con rapidez suficiente , la bala se movería sobre un círculo, es decir, en órbita .

Su velocidad tangencial entre ( componente de velocidad paralela) es suficiente para garantizar el movimiento alrededor de la tierra. Esta idea para pasar de hipótesis a teoría científica tendría que ser probada, su prueba consistió en comprobar que la caída de la Luna por debajo de su trayectoria recta, estaba en proporción correcta , respecto a la caída de una manzana o de cualquier objeto que tenga superficie terrestre,.

Newton pensaba que la masa de la Luna no afectaría su caída , del mismo modo que la masa no afecte en absoluto la aceleración de los objetos en caída libre, cerca de la superficie de la tierra. . Se sabe que la Luna estaba sesenta veces mas lejos del centro de la tierra, que la de la superficie que una manzana en la superficie de la Tierra , la fuerza que hace caer a las manzanas de los árboles es la misma que mantiene la Luna en su órbita.

Debido a su velocidad tangencial la Tierra cae constantemente hacia el Sol sin estrellarse . Los planetas caen continuamente hacia el sol describiendo órbitas cerradas (debido a sus velocidades tangenciales y , si sus velocidades tangenciales se reducen a acero todos los planetas se irían contra el Sol.

Newton descubrió que la gravedad es universal, los cuerpos se atraen en la que sólo intervienen masa y distancia.

La ley de gravitación universal de Newton dice que un objeto atrae a los demás con una fuerza que es directamente proporcional a las masas.

La gravedad se ejerce entre dos objetos y depende de la distancia que separa sus centros de masa.

La proporcionalidad de esta ley, podemos expresarla con una ecuación

El valor de G nos dice que la fuerza de gravedad es una fuerza muy débil, la fuerza entre un individuo y la Tierra , se puede medir (peso) , pero también, depende de la distancia respecto al centro de la Tierra. Cuanto mas lejos de la Tierra es menor el peso, por ser menor la gravedad.

Gravedad y distancia. : ley del inverso del cuadrado

Se da en casos en que el efecto de una fuente localizada se extiende de manera uniforme por todo el espacio, la luz ,radiación, el sonido, etc.,

Cuando una cantidad varía como el inverso del cuadrado de la distancia, a su origen , decimos que se rige por una ley del inverso cuadrado; " cuanto mayor sea la distancia a la de un objeto ,que se encuentra en el centro de la tierra ,menor será su peso , por tener poca gravedad ".

Si un cuerpo pesa 1 N , en la superficie terrestre , el peso será de 0,25 cuando se aleja dos veces mas de la Tierra, porque la intensidad de la gravedad se reduce a un cuarto del valor que tiene en la superficie, cuando se aleja tres veces pesa sólo un noveno de su peso en la superficie.

Gravitacion Universal

La tierra se ha atraído a sí misma antes de solidificarse ( por ello su forma redonda) y también, los efectos de la rotación hacen que los cuerpos sean un poco mas anchos por el Ecuador.

Los planetas y el Sol tiran unos de otros, haciendo que giren y algunos se desvíen de sus órbitas normales, esta desviación se conoce como perturbación . (p.ej. uranio, neptuno).

Las perturbaciones de las estrellas dobles y las formas de las galaxias remotas, son prueba de que la ley de gravitación es válida , mas allá del sistema solar. A distan cias mayores, la gravitación determina el destino de todo el Universo.

La TEORIA actual mas aceptada del origen el Universo, dice que se formó a partir de una bola de fuego hace quince a veinte mil millones de años ( big bang) . La explosión puede continuar para siempre o puede detenerse, debido al efecto de gravitación de toda la masa.

El universo puede contraerse para volver a convertirse en una unidad, esto sería la gran implosión ( big crunch) y después, volver a explotar , formando un nuevo Universo, (no sabemos si la explosión del Universo es cíclica o indefinida) .

Las teorías que han afectado la ciencia y la civilización son pocas, como la teoría de la gravedad de Newton .

Las ideas de Newton dieron comienzo a la edad de la razón o ciclo de las luces. Formulaciones de reglas como F = G permitieron que otros fenómenos del mundo pudiesen ser descritos por leyes simples .

Newton descubrió que todos los objetos del Universo se atraen. En este resumen que corresponde al capítulo trece del título susodicho, se investiga el efecto de la gravedad en la superficie terrestre , océano, atmósfera, agujeros negros.

Es necesario conocer el concepto de campo magnético, que es un campo de fuerza que rodea a un imán, éste a su vez, ejerce una fuerza a los objetos que están a su lado , siempre y cuando sea una sustancia magnética.

Las líneas de campo representa el campo gravitacional que rodea a la Tierra, el campo será intenso cuando las líneas de campo estén mas juntas y será débil cuando las líneas estén separadas.

Un cohete es atraído por las Tierra o bien el cohete inter actúa con el campo gravitacional de la Tierra , éstas son definiciones iguales.

Si se conoce la masa y el radio de un planeta cualquiera , se puede calcular el valor correspondiente de la gravedad, como es en el caso de la Tierra igual a nueve coma ocho metros por segundo al cuadrado.

Dentro del planeta el campo gravitacional se puede explicar mejor con un ejemplo de un túnel que cruza de lado a lado ( norte a sur) de la Tierra. En la superficie, la aceleración será " G " , pero, se reduce al acercarse al centro de la tierra, esto se debe a que - al mismo tiempo - que la Tierra ejerce una fuerza hacia abajo, la Tierra que queda arriba también ejerce una fuerza sobre él , y, al llegar al centro , la aceleración es cero , porque , las fuerzas se encuentran equilibradas arriba y abajo.

Por lo tanto, el campo gravitacional en el centro de las Tierra es igual a cero.

Sabemos que la gravedad es una fuerza que provoca aceleración , pero, nosotros no la sentimos , porque estamos pegados a la tierra ( peso) .

La sensación del peso es igual a la fuerza que ejerce sobre el piso. Si el piso acelera hacia arriba o abajo ( ascensor) , el peso puede variar. Cuando nada lo sostiene en caída libre , sientes que tu peso es cero, según esto , estás en condiciones de ingravidez pero, esto solamente es una sensación , al igual que lo sienten los astronautas.

La ingravidez real sólo se daría lejos y en el espacio, apartado de otros planetas y estrellas capaces de atraer.

El peso es igual a la fuerza que ejerce el piso ( o sobre la balanza)

La ingravidez es la ausencia de una fuerza de soporte, en el caso de los astronautas , se encuentran sin una fuerza de soporte , por lo tanto , están en un estado de ingravidez prolongada.

Desde hace mucho tiempo se sabía que existía una relación entre las mareas y la Luna , pero no con exactitud, Newton mostró que se deben a diferencias de atracción gravitacional de la Luna sobre caras opuestas de la Tierra.

Esta atracción es mas intensa en la cara de la Tierra que el lado opuesto que da hacia la Luna ,. Y esto se debe a la distancia, la cara mas cercana a la Luna presenta una fuerza mayor y una aceleración mayor hacia la Luna, por lo tanto , la forma de la tierra es alargada.

La Luna y la Tierra experimentan una aceleración centrípeta al girar alrededor del centro de masa común.

La Marea baja se define cuando la tierra da un cuarto de vuelta. Unas seis horas después , el nivel del agua en el mismo lugar del océano es alrededor de un metro mas abajo que el nivel promedio del mar. El agua que no está ahí, está debajo de los abultamientos que producen mareas altas en algún otro lugar.

El sol también contribuye en las mareas, pero en menos de la mitad de las que produce la Luna.

Por mas que el Sol sea ciento ochenta veces mayor que la Tierra, no produce mareas mayores que la Luna , porque la diferencia entre la distancia de la parte del Sol que está mas cerca y la parte que está mas alejada, es menos significativa.

Las mareas vivas se dan cuando el Sol , la Luna, y la tierra están alineadas (eclipse) ; pero , no se da perfectamente, debido a que el plano de la órbita de la Luna está ligeramente inclinada respecto de la Tierra alrededor del Sol .

Todos los meses cuando la Tierra esté entre el Sol y la Luna ( luna llena ) y cuando la Luna esté entre el Sol y la Tierra ( luna nueva) tendremos mareas vivas.

Las mareas muertas, ocurren cuando las atracciones del Sol y de la Luna se ejercen en direcciones perpendiculares, ( media Luna ) . En otro aspecto tenemos que, la inclinación del eje de la Tierra, hace que las dos mareas altas diarias de un mismo lugar sean desiguales.

Las mareas terrestres se dan por las fuerzas de marea ejercidas por el Sol y la Luna, debido a que, la corteza es delgada y flexible , sufriendo en la superficie sólida de la Tierra , un incremento y disminución de veinticinco centímetros dos veces al día, por eso ocurren terremotos y erupciones volcánicas.

Las mareas atmosféricas son pequeñas, debido a la reducida masa de atmósfera que tenemos. Estas mareas, se dan en la ionósfera , las mareas que suceden ahí , alteran el campo magnético que rodea a la Tierra ( marea magnética ) , éstas a su vez, regulan en la atmósfera baja, la penetración de rayos cósmicos. Esta penetración de rayos a la atmósfera afecta su composición iónica , aue a su vez produce cambios en los seres vivos.

Devienen de procesos que se llevan a cabo en las estrellas, específicamente se trata del Sol, el mismo que de un tiempo a esta parte , es decir en cinco millones de años , se convertirá finalmente en una "enana negra" , como consecuencia de su cesación de calor y Luz , la misma que, tendrá una configuración de densidad comprimida , donde ni siquiera la Luz podrá escapar, a ello se le denomina agujeros negros. Cabe agregar también que los agujeros negros no son mas masivos que las estrellas de la que se forman .

Es posible que el campo gravitacional del los agujeros negros sea enorme , no alterándose por la contracción el campo gravitacional de las estrellas mas cercanas.

Los agujeros negros serán una pesadilla para los astronautas del futuro, el mejor consejo que nos da este capítulo es que no se acerquen a ellos , pues la configuración del campo gravitacional en la vecindad de un agujero negro representa el colapso del propio espacio.

Trabajo del cuso de física matemática trata de las leyes de la gravitación, por que las cosas caen y demas cosas relacionadas con la gravedad.

Trabajo enviado y realizado por:
Marco Ludeña
Universidad Peruana Cayetano Heredia
2 año, facultad de estomatologia
marcolud@LatinMail.com