Fisica

Gravitación.

Existen algunos juegos mecánicos en los que aparentemente se desafía a la gravedad, ya que desplazándose a gran velocidad, en algunos lugares del trayecto, los pasajeros durante un instante quedan de cabeza y asombrosamente no se caen. Pero no se está desafiando a la gravedad, sino que esto solo es un decir, ya que no existe un lugar en el universo en el que estemos a salvo desu influencia. Cuando alguien logra investigar los fenómenos que impiden que la gente se caiga en este tipo de juegos mecánicos, entonces estará capacitado también para entender qué es lo que evita que los satélites caigan a tierra y qué mantiene a los planetas en orbita alrededor del sol.

El movimiento circular se encuentra presente en todos lados, desde los electrones de un átomo, hasta lossistemas solares y las galaxias.

El movimiento circular se efectúa en dos dimensiones, por lo tanto lo podemos describir con sus componentes rectangulares (coordenadas rectangulares: longitud del cateto adyacente y longitud del cateto opuesto de un triángulo rectángulo), o bien mediante cantidades angulares (coordenadas polares: hipotenusa y ángulo de un triángulo rectángulo).
La gravedad esmuy importante para determinar los movimientos de los astros y la propiedad de los objetos llamada “peso”, de la cual dependen numerosos tipos de problemas de la Física.

Ley de la Gravitación Universal.
Uno de los grandes logros de Isaac Newton fue la formulación de lo que hoy se conoce como “Ley de la Gravitación Universal”. La palabra “Universal” indica que hasta donde sabemos, es válida entodo el universo.

La ley de la gravitación de Newton relaciona de forma sencilla la interacción de dos partículas o masas que se consideran concentradas en un punto (masas puntuales), m1 y m2 , con la distancia r que las separa. Básicamente, toda partícula del universo ejerce una atracción sobre todas las demás partículas. Las fuerzas de atracción mutua son iguales y opuestas y forman un parde fuerzas (acción y reacción).

Fuerza de atracción gravitacional:
Newton enunció la siguiente tesis respecto a la atracción mutua de las masas:
“Toda partícula en el universo atrae a cualquier otra partícula con una fuerza directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que separa a sus centros”.

En forma de símbolos, Newtonexpresó su tesis de la siguiente manera:


El símbolo “” significa “proporcional a…” tal y como se estudia en el tema de Matemáticas llamado “Razones y Proporciones”.

Newton no pudo calcular con exactitud el valor de la fuerza de atracción ni el de la aceleración gravitacional debido a que la fórmula estaba incompleta y no fue sino hasta 1798 (71 años después de la muerte de Newton) cuando lafórmula se completó gracias a que el físico inglés Henry Cavendish utilizó una balanza muy sensible para medir experimentalmente la fuerza gravitacional entre masas esféricas y así conociendo la fuerza, la distancia entre centros y las masas, se pudo encontrar un valor constante (siempre se ocupa el mismo número) para que los dos miembros de la relación enunciada por Newton se cumplan. Al númeroconstante se le asignó la letra “G”, a la cual se le conoce como “Constante de Gravitación Universal” y además incluye las unidades necesarias para que el resultado quede en las unidades de fuerza convenientes.
G = 6.6742 x 1011 N m2/kg2
G = 3.4295 x108 lb ft2/slug2

La fórmula de la Gravitación Universal finalmente quedó de la siguiente forma:


Cuando la fórmula se utiliza paracalcular la fuerza gravitacional en algún lugar de la tierra con altura diferente a la altura sobre el nivel del mar cerca de la línea del ecuador, entonces la letra “r” que significa “distancia entre centros de masas” será sustituida por el valor del radio de la tierra “RT”, al cual se le suma o se le resta la medida de la elevación o depresión del lugar en cuestión “h” y las masas m1 y m2 serán...