Fisica

UNIDAD 4. GRAVITACIÓN UNIVERSAL



4.1. LEY DE LA GRAVITACIÓN UNIVERSAL

Objetivo

Definirá la Ley de la gravitación universal mediante una lluvia de ideas, para el estudio de la interacción entre dos masas, así como distinguir las características del movimiento de proyectiles para su cuantificación.

En 1687, Newton publicó su Ley de la Gravitación Universal, en ella expuso que laatracción gravitatoria está en función de la masa de los cuerpos y de la distancia entre ellos.
Cuanto mayor masa tenga un cuerpo mayor será la magnitud de la fuerza con que atraerá a los demás cuerpos. Debido a ello, un hombre tiene una menor magnitud de peso en la Luna que en la Tierra, pues la masa de la Tierra es mayor a la de la Luna y, por tanto, también será mayor la magnitud de su fuerzagravitatoria.
La fuerza gravitatoria con la cual se atraen dos cuerpos será mayor a medida que disminuya la distancia existente entre ellos.
“Dos cuerpos cualesquiera se atraen con una fuerza cuya magnitud es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa”.
Matemáticamente se expresa como:



Donde:

Magnitud dela fuerza de atracción gravitatoria en Newton


Constante de gravitación universal (


Masa de los cuerpos en kilogramos


Distancia que hay entre los centros de gravedad en ambos cuerpos en metros












Ejemplo:

1. Calcular la magnitud de la fuerza gravitacional con la que se atraen dos personas, si una de ellas tiene una masa de 60 kg y la otra de 70 kg, y ladistancia que hay entre ellas es de 1.5 m.

Solución:

Datos
Fórmula
Sustitución
Resultado













2. ¿A qué distancia se encuentran dos masas de y , si la magnitud de la fuerza con la que se atraen es de ?

Solución:

Datos
Fórmula
Sustitución

















Resultado



4.1.1. La fuerza de gravedad

La gravedad es la fuerza con que todoslos cuerpos son atraídos hacia el centro de la Tierra. Su valor es de 9.81 N, es decir, si en un lugar la aceleración de la gravedad tiene una magnitud de 9.81 m/s2, entonces habrá una fuerza con una magnitud de 9.8 N sobre un cuerpo de 1 kg colocado en dicho punto, de manera que la intensidad de campo gravitacional de la Tierra en ese punto sería de 9.81 N/kg y que le provocaría al cuerpo unaaceleración con una magnitud de 9.81 m/s2.
El peso representa la fuerza gravitacional con la que es atraída la masa de un cuerpo, es decir, depende la de la fuerza de gravedad. Su unidad es el Newton (N) en el SI, mientras que en el sistema MKS la unidad es el kilogramo fuerza :



Donde:

Peso


Masa


Gravedad

4.1.2. Movimiento de Proyectiles

Un proyectil es un objeto quese lanza al espacio sin fuerza de propulsión propia.
El movimiento de un cuerpo es parabólico si su trayectoria es una parábola, es decir, una curva abierta simétrica respecto a un eje y un solo foco.
Puede considerarse como la combinación de dos movimientos que son un movimiento horizontal uniforme y un movimiento vertical rectilíneo uniformemente acelerado.

Tiro parabólico horizontal. Secaracteriza por la trayectoria o camino curvo que sigue un cuerpo al ser lanzado horizontalmente al vacío, resultado de dos movimientos independientes: un movimiento horizontal con velocidad constante y otro vertical, el cual se inicia con una velocidad cero y va aumentando su magnitud en la misma proporción de otro cuerpo que se dejará caer al vacío desde el mismo punto en el mismo instante.Tiro Parabólico oblicuo. Se caracteriza por la trayectoria que sigue un cuerpo cuando es lanzado con una velocidad inicial que forma un ángulo con el eje horizontal.



























4.2. MOVIMIENTO DE LOS CUERPOS CELESTES

Objetivo

Identificar, a través de un cuadro comparativo, las tres leyes del movimiento de los cuerpos celestes, para saber las...