CAMPO GRAVITATORIO

CAMPO GRAVITATORIO
CONCEPTO DE CAMPO GRAVITATORIO
El concepto newtoniano de fuerza encuentra dificultad para interpretar las fuerzas
ejercidas a distancia. Podemos expresar esta dificultad mediante las siguientes
preguntas: ¿Cómo es posible que se ejerzan fuerzas dos objetos (por ejemplo,
dos cuerpos celestes), sin haber nada entre ellos? ¿Cuál puede ser el mecanismo
de la interacción?
Enrelación con estas cuestiones, dos siglos después de que Newton enunciara la ley de gravitación universal, se elaboró
el concepto de campo, que rivalizó con la noción tradicional de fuerza y empezó a desplazarla. Lo introdujo Faraday
(1791-1867) para interpretar las leyes que rigen las acciones entre cargas, corrientes eléctricas, e imanes, y pronto se
mostró como uno de los conceptos másfructíferos de la física.
Por definición, el campo gravitatorio (Eg) que produce un cuerpo en un punto cualquiera es igual al cociente entre la
fuerza de atracción gravitatoria que dicho cuerpo ejerce sobre una masa testigo o masa de prueba colocada ahí y el valor
de dicha masa de prueba.
Para desarrollar de forma operativa esta definición a la izquierda se ha representado la fuerza de
atraccióngravitatoria que ejerce un cuerpo celeste sobre un objeto de prueba. El módulo de
dicha fuerza se calcula con la ley de gravitación universal:
Donde M es la masa del cuerpo celeste que produce el campo, m es la masa del cuerpo de prueba y r es la distancia
entre los dos objetos (medida de centro a centro)
Por tanto, el módulo del campo gravitatorio que produce el cuerpo de masa M en el punto donde secolocó la masa
testigo es:
Esta expresión dice que el valor del campo gravitatorio no depende de la masa testigo que se
coloque en el punto (m), y sí de la masa (M) del cuerpo celeste que crea dicho campo y de la
distancia (r) entre el punto y el centro de masas de dicho cuerpo celeste.
Así se sustituye una interpretación del fenómeno en función de la interacción gravitatoria entre doscuerpos, por otra que
atribuye el mecanismo de la interacción al campo creado por uno de ellos: El cuerpo celeste (de masa M) perturba el
espacio, creando un campo gravitatorio, Eg, y, al colocar en cualquier punto del espacio perturbado otro cuerpo (de masa
m), se ejerce sobre él una fuerza proporcional a su masa y al campo: Fg = m·Eg.
El cálculo del campo gravitatorio aporta un punto de partida útilpara el estudio de movimientos de objetos en el Cosmos.
Si se conoce el valor y la dirección del campo gravitatorio en un punto, se conoce automáticamente el de la fuerza que se
ejerce ahí sobre cualquier objeto de masa, m (Fg = m· Eg), lo que permite escribir la ecuación de su movimiento, y,
resolviéndola, obtener su trayectoria.
Es interesante el resultado obtenido cuando se aplican estosconceptos al estudio del movimiento de un cuerpo que se
abandona en un lugar equidistante de un sistema estelar binario. Si las masas de las dos
estrellas que componen dicho sistema son iguales, la fuerza neta ejercida sobre el cuerpo de
prueba a lo largo la mediatriz del segmento que une a las estrellas, se dirige siempre hacia el
punto central. Como consecuencia de ello, el cuerpo realiza unmovimiento de oscilación
alrededor de esa posición, como una especie de "yoyó gravitatorio". Aquí se puede descargar
una animación Modellus que simula el “yoyó gravitatorio.
REPRESENTACIÓN DEL CAMPO GRAVITATORIO
Aquí se puede descargar una animación Modellus que permite practicar el procedimiento que se ha de seguir para
representar el campo gravitatorio que produce un cuerpo celeste. Cuando sedesplaza un cursor alrededor de dicho
cuerpo, la aplicación va dibujando vectores representativos del campo gravitatorio en cada punto (cada vector tiene la
orientación de la fuerza que sufriría una masa de prueba colocada ahí y una longitud
proporcional al valor del modulo del campo). Así se llena el espacio que rodea al cuerpo
celeste de tales vectores y la totalidad de ellos representa...