Gravitación Universal

GRAVITACIÓN UNIVERSAL.
INTRODUCCIÓN HISTÓRICA.
Hasta el siglo XVII la tendencia de un cuerpo a caer hacia la tierra, esto es, su peso, se consideraba como una propiedad inherente a todos los cuerpos y que no necesitaba más explicación.
Las leyes que gobiernan los movimientos celestes se consideraban como totalmente diferentes de las que gobiernan los movimientos de los cuerpos de la Tierra.El movimiento de los cuerpos celestes, en especial de los planetas y del Sol, fue un asunto que despertó muy vivo interés en esa época, este tema era muy discutido por estudiantes de filosofía natural de Cambridge en 1664. Uno de ellos era Isaac Newton, entonces un estudiante de 23 años de edad. En su casa Newton siguió pensando sobre estas cuestiones. Aparentemente se inspiró cuando vio caer en elhuerto de su casa una manzana hacia la tierra. Se le ocurrió que la misma fuerza de gravitación que atrae la manzana a la Tierra podría también atraer la Luna a la Tierra. Newton pensó que la aceleración centrípeta de la Luna en su órbita y la aceleración descendente de un cuerpo en la Tierra podrían tener el mismo origen.

Tanto la Luna como la manzana son aceleradas hacia el centro de laTierra bajo la influencia de la gravedad. La diferencia de sus movimientos proviene de que la Luna tiene una velocidad tangencial y mientras que la manzana no.

La aceleración de la Luna hacia la Tierra (0.00272 m/seg2) es aproximadamente 3600 veces más pequeña la gravedad en la Tierra (9.81 m/seg2). Newton trato de explicar esta diferencia suponiendo que la aceleración de un cuerpo que cae esinversamente proporcional al cuadrado de su distancia a la Tierra. Newton consideraba a cada partícula de la Tierra como contribuyendo a la atracción gravitacional que ella producía sobre otros cuerpos. Newton hizo la hipótesis atrevida de que la Tierra podía considerarse, para tales fines, como si toda su masa estuviera concentrada en su centro.
Podíamos tratar a la Tierra como una partícula conrespecto al Sol, pero de ninguna manera parece evidente que consideremos a la Tierra como una partícula con respecto a una manzana situada a sólo a unos cuantos metros sobre su superficie.
La fuerza sobre la Luna y sobre la manzana depende de la masa de la Luna y de la masa de manzana, respectivamente, así como de la masa de la Tierra. Por consiguiente, Newton supuso que una fuerza gravitacionaldependía de las masas de los cuerpos que se atraen y que varían en razón inversa al cuadrado de la distancias entre ellos. Entonces generalizo su concepto de atracción gravitacional en una Ley de Gravitación Universal.
Pensó que todos los cuerpos no importa donde estuvieran situadas ejercían entre si fuerzas de atracción gravitacional. Para describir la naturaleza exacta de esta fuerza deatracción, tenía que considerar cuerpos de masas diversas separados entre si distancias considerablemente diferentes, inmediatamente dirigió su atención al movimiento de los planetas tratando de confirmar sus ideas.
Los primeros ensayos científicos para entender el Sistema Solar fueron hechos por los griegos. Ptolomeo (Siglo II) supone que la tierra se encuentra fija en el centro del universo, y que elSol, la Luna, los planetas y las estrellas se mueven todos entorno de la Tierra en orbitas complejas. En el siglo XVI Copérnico en su teoría heliocéntrica afirmaba que la Tierra era un planeta girando sobre su eje y alrededor del Sol, y los otros planetas tenían movimientos similares.
Tycho Brahe (1546-1601) quien fue el último astrónomo que hizo observaciones sin el empleo del telescopio, recopilodatos que luego serían analizados e interpretados por Johannes Kepler (1571-1630) quien había sido ayudante de Brahe.
Kepler encontró ciertas regularidades importantes en el movimiento de los planetas, estas regularidades se conocen como las tres leyes de Kepler del movimiento planetario.
Todos los planetas se mueven en orbitas elípticas uno de cuyos focos está ocupado por el Sol (ley de...