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[pic] |INTERACCIÓN GRAVITATORIA

CAMPO GRAVITATORIO |IES La Magdalena.
Avilés. Asturias | |
La Ley de Gravitación Universal presentaba una importante laguna, y es no que no da una explicación de la forma en la que las masas ejercen su mutua influencia, ya que interactúan sin existir contacto físico entre ellas, mediante lo que Newton calificó como "acción a distancia" idea que, incluso aél, no le resultaba apropiada:

"Es inconcebible que la materia bruta e inanimada pueda, sin mediación de algo más que sea material, operar en otra materia y afectarla sin que se produzca un contacto mutuo. La gravedad tiene que provocarla un agente que actúe de manera constante según ciertas leyes"

El posterior desenvolvimiento de la Física mostró que la acción a distancia llevabaa serias contradicciones. Para resolverlas se estableció el concepto de campo.

Imaginemos una zona del espacio en la que no exista ninguna masa. Si introducimos una pequeña masa puntual m (masa de prueba) no se detectará acción alguna sobre ella.

Si ahora colocamos una masa M, su presencia modificará las propiedades del espacio circundante y si volvemos a introducir la masa de prueba,ésta acusará la existencia de una acción (fuerza) sobre ella que tiende a aproximarla a la masa M.











El campo es una entidad física medible, y se define la intensidad del campo gravitatorio en un punto como la fuerza ejercida sobre la unidad de masa colocada en ese punto:













La intensidad del campo gravitatorio en un punto (o simplemente campogravitatorio) es un vector que tiene la misma dirección y sentido que la fuerza de atracción gravitatoria entre las masas y tiene dimensiones de aceleración.







Teniendo en cuenta la expresión de la fuerza de atracción gravitatoria podemos obtener la intensidad del campo gravitatorio en un punto en función de la masa, M, que crea el campo y la distancia:• Como se puede observar la intensidad de campo, así definida, establece un vector (y sólo uno) para cada uno de los puntos del espacio. El campo gravitatorio es un campo vectorial

• El valor del campo gravitatorio (módulo) en un punto es independiente de la masa de prueba y depende sólo de la masa que crea el campo y la distancia a la que esté el punto considerado.

• Todos los puntosque estén a una misma distancia de la masa central tendrán un mismo valor para la intensidad de campo.

• La distancia se toma siempre desde el centro de la masa. Esto es, se considera la totalidad de la masa situada en su centro (masa puntual)

• La intensidad del campo gravitatorio decrece rápidamente con la distancia, ya que es inversamente proporcional a su cuadrado.

• Elsigno menos de la ecuación de definición garantiza que el campo es central (dirigido siempre hacia la masa que crea el campo)















































Ejemplo 1

Calcular el valor del campo gravitatorio en un punto situado en la superficie de la Tierra y para un punto situado al doble y al cuádruple de esa distancia.DATOS: M Tierra: 5,97 1024 kg ; RTierra= 6,37 10 6 m


Solución
















Como se puede ver el valor del campo gravitatorio en la superficie de la Tierra coincide con el valor de la aceleración con la que caen los cuerpos (aceleración de la gravedad).

Si la distancia aumenta el doble el campo gravitatorio queda dividido por cuatro, ysi aumenta el cuádruple el campo gravitatorio queda dividido por dieciséis.




Ejemplo 2

Calcular el campo gravitatorio creado en un punto del espacio a 2 000 km de la Luna y a 10 000 km de la Tierra cuando ambas se encuentran en cuadratura (formando un ángulo de 900, ver esquema)


DATOS: M Tierra: 5,97 1024 kg M Luna = 7,35 1022 kg






Solución...