Problemas de Física





Guía de Aprendizaje N° 4
NM3 ELECTIVO


Instrucciones:
Lea comprensivamente la guía, con el apoyo de tu cuaderno y libro de aquellos conceptos
que no recuerdas.
Sigue atentamente los pasos del ejercicio resuelto.
Resuelva ordenadamente los problemas planteados, verificando tu desarrollo con las
respuestas entregadas.
En caso de no coincidir con los resultados, revisa losprocedimientos realizados.
Resuelve la evaluación y envíala a través del correo electrónico señalando, indicando:
Curso, nombre y profesor.

Fecha de Recepción:
Enviar por correo electrónico hasta las 14:00 horas del 28 de noviembre del 2011.

Mail: deptofisica.a12@gmail.com


CONCEPTOS FUNDAMENTALES
DE LA LEY Y LA FUERZA GRAVITACIONAL

La Ley de Gravitación Universal fuedescubierta por Newton, cuando paseando en la finca de su madre observo la caída de una manzana .Al ver caer la fruta comprendió repentinamente por qué la Luna gira en torno a la Tierra, sin alejarse y sin precipitarse sobre nuestro planeta.
Por este hecho Newton se pregunto “¿, si la manzana cae, quizá todos los cuerpos en el Universo se atraen entre sí de la misma forma como la manzana fue atraída porla Tierra?”. Es así como, Newton comenzó a trabajar sobre eso hasta que descubrió la Ley de Gravitación Universal, que publicó en 1686 en sus Mathematical Principles of Natural Philosophy. La cual se enuncia de la siguiente forma:
“Toda partícula material del universo atrae a cualquier otra partícula con una fuerza directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional alcuadrado de la distancia que las separa”
¿Qué significa que la fuerza de atracción gravitatoria es directamente proporcional al producto de las masas que se están atrayendo? Si en idénticas condiciones se estuvieran atrayendo dos cuerpos de masas:
m1 = 2 Kg y m2 = 10 Kg,

Se atraerían con menor intensidad que estos otros dos cuerpos, de masas:

m'1 = 3 Kg y m'2 = 7 Kg,

El segundo par seatrae más intensamente, ya que el producto de las dos segundas es mayor que el de las dos primeras. Fácil.
¿Y qué significa que es inversamente proporcional al cuadrado de las distancia que las separa? Supongamos que tenemos un par de cuerpos de masa unidad... distanciados una distancia d. Si las separo una distancia 10 d... la fuerza con la que se atraerán será 100 veces menor. Y si ahora lasacerco para que queden separadas una distancia d/2... Entonces la fuerza con la que se atraerán será 4 veces mayor que la inicial. Fácil, ¿no?

Si las partículas que tienen masas m1 y m2 están separadas una distancia r medida desde sus centros, como se ve en la figura , entonces, de acuerdo a la ley de gravitación universal, la fuerza de atracción gravitacional FG ejercida por la masa m1 sobre lamasa m2 es:



Su magnitud es:

La constante de proporcionalidad G se llama Constante de Gravitación Universal, y r12 es un vector unitario radial dirigido desde la masa m1 a la masa m2. El valor de G, que se determina experimentalmente, y su unidad de medida en el SI es 6.672 x 10-11 N m2/kg2. El signo menos en la FG indica que la fuerza es deatracción, dirigida desde m2 hacia m1, es decir es opuesta a la dirección radial hacia fuera, desde la masa m1 que ejerce la fuerza sobre m2; en los cálculos su valor numérico es siempre positivo.

Se debe tener presente que:

• La constante universal G no se debe confundir con el vector g, que ni es universal ni es constante.
• La ley de gravitación universal no es ecuación de definición deninguna de las variables físicas contenidas en ella.
• La ley de gravitación universal expresa la fuerza entre partículas. Si se quiere determinar la fuerza gravitacional entre cuerpos reales, se los debe considerar formado por un conjunto de partículas.
• Las fuerzas de gravitación entre partículas son parejas de acción y reacción.

A continuación se entregan algunos link que te permitirán...