Campo Gravitacional

Podemos definir un campo como algo que tiene una magnitud y una dirección en cada punto en el espacio. La gravedad es un buen ejemplo, ya que sabemos que hay una aceleración debido a la gravedad de alrededor de 9.8 m/s2 hacia abajo en cada punto de la habitación. Otra forma de decir esto es que la magnitud del campo gravitacional de la Tierra es de 9.8 m/s2 hacia abajo en todos los puntos en estecuarto. Por lo tanto, un campo gravitatorio se utiliza para explicar fenómenos gravitacionales, y se mide en Newtons/ kilogramo (N / kg). En su concepto original, la gravedad era una fuerza entre el punto de masas. Después de Newton, Laplace trató de modelar la gravedad como algún tipo de radiación o campo de fluido, y desde las explicaciones del siglo 19 para la gravedad por lo general han sidobuscados en términos de un modelo de campo, en lugar de un punto de atracción.
Un campo gravitacional es un modelo utilizado para explicar la influencia que un cuerpo masivo se extiende en el espacio alrededor de sí mismo, produciendo una fuerza sobre otro cuerpo masivo. El campo gravitatorio de un punto único sabemos que este campo tiene GM/r2 fuerza, y apunta hacia la masa de la dirección dela atracción. La ley de gravitación universal expresa que entre dos masas existe una fuerza de atracción cuya magnitud está dada por la ley de Newton que establece que la interacción gravitatoria entre dos cuerpos corresponde a una fuerza central de atracción proporcional a las masas de los dos cuerpos e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellos. El valor de k en el sistemaSI es K= 6.673 × 10-11 Nm2Kg-2. La fuerza depende de la cantidad de masa. La intensidad del campo gravitatorio, g, en un punto del espacio es la fuerza que actuaría sobre la unidad de masa situada en ese punto. Frecuentemente se usa el término campo gravitatorio para designar la intensidad de campo gravitatorio.

La ley anterior se visualiza fácilmente dejando caer un objeto, el cualaparentemente es atraído por la masa de la tierra. En realidad tanto la masa del objeto como la de la Tierra se desplazan, pero el desplazamiento siempre es mucho más pequeño en la masa más grande. Por tal razón se considera sin cometer error que la masa de mayor tamaño permanece fija y solo se desplaza la masa más pequeña. Podemos decir que la masa de mayor tamaño ejerce una fuerza de atracción sobre lamasa de menor tamaño. Además, sería correcto considerar que la masa de mayor tamaño modifica las características gravitatorias de las masas que la rodean y esta es la que ejerce la fuerza de gravitación sobre la masa más pequeña. A esto se lo denomina campo gravitatorio y de esta forma nos independizamos de la masa de mayor tamaño y será el campo gravitatorio el que genere la fuerza de atracciónsobre la masa más pequeña.

El hecho de que el campo gravitatorio total se acaba de dar sumando los dos vectores se llama el Principio de Superposición. Esto puede sonar muy obvio, pero en realidad no es cierto para todas las fuerzas se encuentran en la física: las fuerzas fuertes entre las partículas elementales no obedecen a este principio, tampoco lo hacen los fuertes campos gravitatorios cercade los agujeros negros. Finalmente, la superposición funciona para cualquier número de masas, no sólo dos: el campo gravitatorio total es la suma vectorial de los campos gravitacionales de todas las masas individuales. Newton usó esto para demostrar que el campo gravitacional fuera una esfera sólida era la misma que si toda la masa estuviera en el centro imaginando la esfera sólida que se componede muchas pequeñas masas, en efecto, hacer una integral, como veremos en detalle más adelante. También invocó superposición para calcular la órbita de la Luna con precisión, teniendo en cuenta la gravedad de la Tierra y el Sol.

La fuerza de gravedad en la superficie de la Tierra no es exactamente igual en todos los sitios. Existen pequeñas variaciones de un lugar a otro. El campo gravitatorio...