Campo gravitatorio

CAMPO GRAVITATORIO

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TEMA 1- CAMPO GRAVITATORIO
1- LAS CUATRO FUERZAS FUNDAMENTALES
En la naturaleza se conocen cuatro tipos de fuerzas fundamentales:
1- La interacción gravitatoria, que afecta a toda la materia, es muy débil. Para que
sea apreciable, alguno de los cuerpos que interaccionan debe de tener una masa
enorme. Tiene un alcance muy largo, pues a distancias muy grandes sepueden notar
los efectos gravitatorios de un cuerpo muy grande. Así, hay galaxias que
interaccionan con otras.
2- La interacción electromagnética, que afecta a la materia que tiene carga eléctrica.
Es de intensidad media, pero mucho más fuerte que la gravitatoria y de alcance
infinito, como aquélla.
3- La interacción nuclear fuerte, que afecta a los protones y neutrones e impide que larepulsión electrostática de los protones destruya los núcleos atómicos. Es la más
fuerte de las cuatro (unas cien veces mayor que la electromagnética), pero de muy
corto alcance, pues no llega fuera del núcleo.
4- La interacción nuclear débil. Explica la desintegración de los neutrones dentro del
núcleo atómico. Es mucho más débil que la nuclear fuerte y también de menor
alcance.
2- LA FUERZAGRAVITATORIA. INTRODUCCIÓN
La fuerza gravitatoria es la más débil de las cuatro fuerzas básicas. Es despreciable en
las interacciones de las partículas elementales y, por tanto, no desempeña ningún
papel en el estudio de las moléculas, átomos y núcleos. La atracción gravitatoria entre
objetos de tamaño ordinario, como la que ejerce un edificio sobre un coche es
demasiado pequeña para ser observada.Sin embargo, la gravedad es de importancia
capital cuando consideramos las interacciones entre cuerpos de tamaño astronómico
como planetas, satélites y estrellas. La fuerza gravitatoria que la Tierra ejerce sobre
nosotros y los objetos que nos rodean es parte fundamental de nuestra experiencia.
La gravedad nos une a la Tierra y mantiene los planetas dentro del sistema solar.
Juega un papelimportante en la evolución de las estrellas y en el comportamiento de
las galaxias. A la mayor escala que podemos imaginar, la gravedad controla la
evolución del universo.
Durante la época de Newton, muchos creían que en el universo la naturaleza seguía
reglas distintas a las de aquí, sobre la Tierra. La ley de la gravitación universal y las
tres leyes de la dinámica, mostraron que lanaturaleza sigue las mismas reglas en
todas partes, lo que produjo un efecto profundo sobre la visión que tenemos del
universo.
3- LEYES DE KEPLER
El cielo nocturno, con su infinidad de estrellas y planetas brillantes, ha fascinado
siempre a la humanidad. Hacia finales del siglo XVI, el astrónomo Tycho Brahe estudió
los movimientos de los planetas e hizo observaciones mucho más exactas que lasrealizadas previamente. Utilizando los datos de Brahe, Johannes Kepler descubrió que

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las trayectorias reales de los planetas alrededor del Sol son elipses y demostró que los
planetas no se mueven con velocidad constante, sino más rápidamente cuando están
más cerca del Sol que cuando están más lejos. También Kepler desarrolló una relación
matemática precisa entre elperíodo de un planeta y su distancia media al Sol.
Expresó sus resultados en tres leyes empíricas del movimiento planetario.
1ª ley: Todos los planetas se mueven en órbitas elípticas con el Sol situado en un
foco.
Una elipse es el lugar geométrico de los puntos cuya suma de distancias a dos puntos
fijos llamados focos F es constante. La figura muestra una trayectoria elíptica de un
planeta conel Sol en un foco. La órbita de la Tierra es casi circular; la distancia al Sol
en el perihelio (punto más próximo) es 1,48·1011 m y en el afelio (punto más lejano)
de 1,52·1011 m.
2ª ley: La recta que une cualquier planeta
con el Sol barre áreas iguales en tiempos
iguales. La figura ilustra la segunda de de
Kepler, o ley de las áreas iguales. Un planeta
se mueve más rápidamente cuando...