La gravedad y la fuerza de la gravitación universal. Gravedad: fórmula, definición Dependencia de la fuerza de gravedad universal

  • ¿Quién descubrió la ley de la gravitación universal?

    No es ningún secreto que la ley de la gravitación universal fue descubierta por el gran científico inglés Isaac Newton, quien, según la leyenda, paseaba por el jardín al atardecer y pensaba en los problemas de la física. En ese momento cayó del árbol una manzana (según una versión, directamente sobre la cabeza del físico, según otra, simplemente cayó), que más tarde se convirtió en la famosa manzana de Newton, ya que llevó al científico a una idea, un eureka. La manzana que cayó sobre la cabeza de Newton lo inspiró a descubrir la ley de la gravitación universal, porque la Luna en el cielo nocturno permaneció inmóvil, pero la manzana cayó, tal vez el científico pensó que alguna fuerza actuaba sobre la Luna (haciendo que girara en órbita), así sobre la manzana, provocando que caiga al suelo.

    Ahora bien, según algunos historiadores de la ciencia, toda esta historia sobre la manzana es simplemente una hermosa ficción. De hecho, si la manzana cayó o no, no es tan importante; lo importante es que el científico realmente descubrió y formuló la ley de la gravitación universal, que ahora es una de las piedras angulares tanto de la física como de la astronomía.

    Por supuesto, mucho antes de Newton, la gente observaba tanto las cosas que caían al suelo como las estrellas en el cielo, pero antes de él creían que había dos tipos de gravedad: la terrestre (que actúa exclusivamente dentro de la Tierra, provocando la caída de los cuerpos) y la celeste ( actuando sobre las estrellas y la luna). Newton fue el primero en combinar mentalmente estos dos tipos de gravedad, el primero en comprender que sólo existe una gravedad y que su acción puede describirse mediante una ley física universal.

    Definición de la ley de la gravitación universal.

    Según esta ley, todos los cuerpos materiales se atraen entre sí y la fuerza de atracción no depende de las propiedades físicas o químicas de los cuerpos. Depende, simplificándolo todo al máximo, sólo del peso de los cuerpos y de la distancia entre ellos. También es necesario tener en cuenta el hecho de que todos los cuerpos de la Tierra se ven afectados por la fuerza gravitacional de nuestro planeta, que se llama gravedad (del latín, la palabra "gravitas" se traduce como pesadez).

    Intentemos ahora formular y escribir la ley de la gravitación universal de la manera más breve posible: la fuerza de atracción entre dos cuerpos de masas m1 y m2 y separados por una distancia R es directamente proporcional a ambas masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellos.

    Fórmula de la ley de la gravitación universal.

    A continuación presentamos a su atención la fórmula de la ley de la gravitación universal.

    G en esta fórmula es la constante gravitacional, igual a 6,67408(31) 10 −11, esta es la magnitud del impacto de la fuerza gravitacional de nuestro planeta sobre cualquier objeto material.

    La ley de la gravitación universal y la ingravidez de los cuerpos.

    La ley de la gravitación universal descubierta por Newton, así como el aparato matemático que la acompaña, formó más tarde la base de la mecánica celeste y la astronomía, porque con su ayuda es posible explicar la naturaleza del movimiento de los cuerpos celestes, así como el fenómeno. de ingravidez. Al estar en el espacio exterior a una distancia considerable de la fuerza de atracción y gravedad de un cuerpo tan grande como un planeta, cualquier objeto material (por ejemplo, una nave espacial con astronautas a bordo) se encontrará en un estado de ingravidez, ya que la fuerza de la influencia gravitacional de la Tierra (G en la fórmula de la ley de la gravedad) o algún otro planeta ya no influirá en ella.

  • Obi-Wan Kenobi dijo que la fuerza mantiene unida a la galaxia. Lo mismo puede decirse de la gravedad. Hecho: La gravedad nos permite caminar sobre la Tierra, la Tierra orbitar alrededor del Sol y el Sol moverse alrededor del agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia. ¿Cómo entender la gravedad? Esto se analiza en nuestro artículo.

    Digamos de inmediato que no encontrará aquí una respuesta excepcionalmente correcta a la pregunta "¿Qué es la gravedad?". ¡Porque simplemente no existe! La gravedad es uno de los fenómenos más misteriosos, sobre el cual los científicos están desconcertados y aún no pueden explicar completamente su naturaleza.

    Hay muchas hipótesis y opiniones. Hay más de una docena de teorías de la gravedad, alternativas y clásicas. Consideraremos los más interesantes, relevantes y modernos.

    ¿Quieres más información útil y las últimas novedades cada día? Únase a nosotros en Telegram.

    La gravedad es una interacción física fundamental.

    Hay 4 interacciones fundamentales en física. Gracias a ellos, el mundo es exactamente lo que es. La gravedad es una de estas interacciones.

    Interacciones fundamentales:

    • gravedad;
    • electromagnetismo;
    • fuerte interacción;
    • interacción débil.
    La gravedad es la más débil de las cuatro fuerzas fundamentales.

    Actualmente, la teoría actual que describe la gravedad es la GTR (relatividad general). Fue propuesto por Albert Einstein en 1915-1916.

    Sin embargo, sabemos que es demasiado pronto para hablar de la verdad última. Después de todo, varios siglos antes de la aparición de la relatividad general en la física, la teoría de Newton dominó para describir la gravedad, que se amplió significativamente.

    En el marco de la relatividad general, actualmente es imposible explicar y describir todas las cuestiones relacionadas con la gravedad.

    Antes de Newton, se creía ampliamente que la gravedad en la Tierra y la gravedad en el cielo eran cosas diferentes. Se creía que los planetas se mueven según sus propias leyes ideales, diferentes a las de la Tierra.

    Newton descubrió la ley de la gravitación universal en 1667. Por supuesto, esta ley existía incluso durante la época de los dinosaurios y mucho antes.

    Los filósofos antiguos pensaron en la existencia de la gravedad. Galileo calculó experimentalmente la aceleración de la gravedad en la Tierra y descubrió que es la misma para cuerpos de cualquier masa. Kepler estudió las leyes del movimiento de los cuerpos celestes.

    Newton logró formular y generalizar los resultados de sus observaciones. Esto es lo que obtuvo:

    Dos cuerpos se atraen entre sí con una fuerza llamada fuerza gravitacional o gravedad.

    Fórmula para la fuerza de atracción entre cuerpos:

    G es la constante gravitacional, m es la masa de los cuerpos, r es la distancia entre los centros de masa de los cuerpos.

    ¿Cuál es el significado físico de la constante gravitacional? Es igual a la fuerza con la que actúan entre sí cuerpos con masas de 1 kilogramo cada uno, estando a una distancia de 1 metro entre sí.


    Según la teoría de Newton, todo objeto crea un campo gravitacional. La exactitud de la ley de Newton se ha probado a distancias inferiores a un centímetro. Por supuesto, para masas pequeñas estas fuerzas son insignificantes y pueden despreciarse.

    La fórmula de Newton es aplicable tanto para calcular la fuerza de atracción de los planetas hacia el Sol como para objetos pequeños. Simplemente no nos damos cuenta de la fuerza con la que, digamos, se atraen las bolas de una mesa de billar. Sin embargo, esta fuerza existe y se puede calcular.

    La fuerza de atracción actúa entre cualquier cuerpo del Universo. Su efecto se extiende a cualquier distancia.

    La ley de gravitación universal de Newton no explica la naturaleza de la fuerza de gravedad, pero establece leyes cuantitativas. La teoría de Newton no contradice la GTR. Es suficiente para resolver problemas prácticos a escala terrestre y para calcular el movimiento de los cuerpos celestes.

    Gravedad en la relatividad general

    A pesar de que la teoría de Newton es bastante aplicable en la práctica, tiene una serie de desventajas. La ley de la gravitación universal es una descripción matemática, pero no proporciona una idea de la naturaleza física fundamental de las cosas.

    Según Newton, la fuerza de gravedad actúa a cualquier distancia. Además, actúa al instante. Teniendo en cuenta que la velocidad más rápida del mundo es la velocidad de la luz, existe una discrepancia. ¿Cómo puede la gravedad actuar instantáneamente a cualquier distancia, cuando la luz no necesita un instante, sino varios segundos o incluso años para superarlos?

    En el marco de la relatividad general, la gravedad no se considera una fuerza que actúa sobre los cuerpos, sino una curvatura del espacio y el tiempo bajo la influencia de la masa. Por tanto, la gravedad no es una interacción de fuerzas.


    ¿Cuál es el efecto de la gravedad? Intentemos describirlo mediante una analogía.

    Imaginemos el espacio en forma de lámina elástica. Si colocas encima una pelota de tenis ligera, la superficie permanecerá nivelada. Pero si colocas un peso pesado al lado de la pelota, se formará un agujero en la superficie y la pelota comenzará a rodar hacia el peso grande y pesado. Esto es "gravedad".

    ¡Por cierto! Para nuestros lectores ahora hay un 10% de descuento en cualquier tipo de trabajo

    Descubrimiento de las ondas gravitacionales.

    Las ondas gravitacionales fueron predichas por Albert Einstein en 1916, pero fueron descubiertas sólo cien años después, en 2015.

    ¿Qué son las ondas gravitacionales? Hagamos una analogía nuevamente. Si arrojas una piedra a aguas tranquilas, aparecerán círculos en la superficie del agua desde donde cae. Las ondas gravitacionales son las mismas ondas, perturbaciones. Sólo que no en el agua, sino en el mundo espacio-tiempo.

    En lugar de agua hay espacio-tiempo, y en lugar de piedra, digamos, un agujero negro. Cualquier movimiento acelerado de masa genera una onda gravitacional. Si los cuerpos están en estado de caída libre, cuando pase una onda gravitacional, la distancia entre ellos cambiará.


    Dado que la gravedad es una fuerza muy débil, la detección de ondas gravitacionales ha planteado grandes dificultades técnicas. Las tecnologías modernas han hecho posible detectar una explosión de ondas gravitacionales sólo desde fuentes supermasivas.

    Un evento adecuado para detectar una onda gravitacional es la fusión de agujeros negros. Desafortunadamente o afortunadamente, esto sucede muy raramente. Sin embargo, los científicos lograron registrar una onda que literalmente rodó por todo el espacio del Universo.

    Para registrar las ondas gravitacionales se construyó un detector con un diámetro de 4 kilómetros. Durante el paso de la onda se registraron las vibraciones de los espejos sobre suspensiones en el vacío y la interferencia de la luz reflejada en ellos.

    Las ondas gravitacionales confirmaron la validez de la relatividad general.

    Gravedad y partículas elementales.

    En el modelo estándar, determinadas partículas elementales son responsables de cada interacción. Podemos decir que las partículas son portadoras de interacciones.

    El gravitón, una hipotética partícula sin masa y con energía, es el responsable de la gravedad. Por cierto, en nuestro material aparte, lea más sobre el bosón de Higgs, que ha causado mucho ruido, y otras partículas elementales.

    Finalmente, aquí hay algunos datos interesantes sobre la gravedad.

    10 hechos sobre la gravedad

    1. Para vencer la fuerza de gravedad de la Tierra, un cuerpo debe tener una velocidad de 7,91 km/s. Esta es la primera velocidad de escape. Basta que un cuerpo (por ejemplo, una sonda espacial) se mueva en órbita alrededor del planeta.
    2. Para escapar del campo gravitacional de la Tierra, la nave espacial debe alcanzar una velocidad de al menos 11,2 km/s. Esta es la segunda velocidad de escape.
    3. Los objetos con mayor gravedad son los agujeros negros. Su gravedad es tan fuerte que incluso atraen la luz (fotones).
    4. No encontrarás la fuerza de la gravedad en ninguna ecuación de la mecánica cuántica. El hecho es que cuando intentas incluir la gravedad en las ecuaciones, estas pierden su relevancia. Este es uno de los problemas más importantes de la física moderna.
    5. La palabra gravedad proviene del latín “gravis”, que significa “pesado”.
    6. Cuanto más masivo es el objeto, más fuerte es la gravedad. Si una persona que pesa 60 kilogramos en la Tierra se pesa en Júpiter, la balanza marcará 142 kilogramos.
    7. Los científicos de la NASA están intentando desarrollar un rayo de gravedad que permitirá mover objetos sin contacto, superando la fuerza de gravedad.
    8. Los astronautas en órbita también experimentan la gravedad. Más precisamente, microgravedad. Parecen caer sin cesar junto con el barco en el que se encuentran.
    9. La gravedad siempre atrae y nunca repele.
    10. El agujero negro, del tamaño de una pelota de tenis, atrae objetos con la misma fuerza que nuestro planeta.

    Ahora conoces la definición de gravedad y puedes decir qué fórmula se utiliza para calcular la fuerza de atracción. Si el granito de la ciencia te presiona contra el suelo con más fuerza que la gravedad, contacta con nuestro servicio de atención al estudiante. ¡Te ayudaremos a estudiar fácilmente bajo las cargas más pesadas!

    Todos los cuerpos caen a la Tierra. La razón de esto es el efecto de la gravedad. La fuerza con la que la Tierra atrae un cuerpo hacia sí misma se llama gravedad. Designado F pesado. Siempre está dirigido hacia abajo.

    La fuerza de gravedad es directamente proporcional a la masa de este cuerpo:

    , F = mg

    El movimiento de un cuerpo bajo la influencia de la gravedad se llama caida libre. Fue estudiado por primera vez por G. Galileo. Estableció que si los cuerpos que caen se ven afectados sólo por la gravedad y no por la resistencia del aire, entonces todos se mueven de la misma manera, es decir, con la misma aceleración. Fue nombrado aceleración de caída libre (g). Este valor se puede determinar experimentalmente midiendo los movimientos del cuerpo que cae a intervalos regulares. Los cálculos muestran que gramo = 9,8 m/s2.

    El globo está ligeramente achatado en los polos. Por lo tanto en el polo gramo un poco más que en el ecuador u otras latitudes.

    Alrededor de cada cuerpo hay un tipo especial de materia con cuya ayuda interactúan los cuerpos. Se llama campo gravitacional.

    La Tierra atrae todos los cuerpos: casas, personas, la Luna, el Sol, el agua de los mares y océanos, etc. Y todos los cuerpos se atraen entre sí. La atracción de todos los cuerpos del Universo entre sí se llama gravedad universal. En 1687, I. Newton fue el primero en probar y establecer ley de gravitación universal.

    Dos cuerpos se atraen con una fuerza directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa.

    Esta fuerza se llama fuerza de gravedad (o fuerza gravitacional).

    Límites de aplicación de la ley: para puntos materiales.

    G – constante gravitacional G=6.67∙10 –11,

    El valor numérico de la constante gravitacional se determina experimentalmente. Esto lo hizo por primera vez el científico inglés Cavendish utilizando un dinamómetro de torsión (balanza de torsión). Significado físico: dos puntos materiales que pesan 1 kg cada uno, ubicados a una distancia de 1 m entre sí, se atraen mutuamente por una fuerza gravitacional igual a 6,67 · 10 -11 N.

    De la ley de gravitación universal se deduce que la fuerza de gravedad y la aceleración de la gravedad causada por ella disminuyen al aumentar la distancia a la Tierra. A una altura h de la superficie de la Tierra, el módulo de aceleración gravitacional está determinado por la fórmula

    La fuerza de gravedad se manifiesta de dos maneras: a) si el cuerpo no tiene soporte, entonces la fuerza de gravedad imparte la aceleración de caída libre al cuerpo; b) si un cuerpo tiene un soporte, entonces, al ser atraído por la Tierra, actúa sobre el soporte. La fuerza con la que un cuerpo actúa sobre un soporte debido a la atracción hacia la Tierra se llama peso. Se aplica peso al soporte.

    Si el soporte no tiene aceleración, entonces el módulo de peso es igual al módulo de gravedad. P=F pesado Si el soporte tiene una aceleración hacia arriba, entonces el módulo de peso es mayor que el módulo de gravedad. P=F hilo +ma. Si el soporte tiene una aceleración dirigida hacia abajo, entonces el módulo de peso es menor que el módulo de gravedad. P=F pesado -ma. Si el soporte y el cuerpo caen libremente, entonces el peso será cero. P=0. Esta condición se llama ingravidez.

    Utilizando la ley de la gravitación universal, se puede calcular la primera velocidad de escape.

    mg=ma; g=a; a=v2/R; g=v2/R; v2 =gR; v = √gR., donde R es el radio del planeta.

    Boleto No. 5. Justificación experimental de las principales disposiciones de la teoría cinética molecular de la estructura de la materia. Gas ideal. Ecuación básica de la teoría cinética molecular de un gas ideal. Temperatura y su cambio. Temperatura absoluta.

    Todos los cuerpos están formados por partículas diminutas: átomos y moléculas. En otras palabras, la sustancia tiene una estructura discreta. Basándose en la teoría de la estructura discreta de la materia, se pueden explicar y predecir varias de sus propiedades.

    Fundamentos de MKT(teoría cinética molecular)

    1. Todas las sustancias están formadas por moléculas (átomos).

    2. Las moléculas (átomos) se mueven constante y caóticamente.

    3. Las moléculas (átomos) interactúan entre sí.

    4. Hay espacios entre las moléculas (átomos).

    Estas disposiciones de las TIC tienen una base experimental. La difusión y el movimiento browniano confirman estas posiciones. Difusión – penetración mutua de partículas de una sustancia entre partículas de otra sustancia cuando entran en contacto. Razón movimiento browniano son el movimiento térmico de moléculas de líquido (o gas) y sus colisiones con una partícula browniana.

    El movimiento aleatorio de las partículas que forman los cuerpos se llama movimiento térmico. Todas las moléculas del cuerpo participan en el movimiento térmico, por lo tanto, con un cambio en el movimiento térmico, el estado del cuerpo y sus propiedades también cambian. Una sustancia puede encontrarse en tres estados de agregación: sólido, líquido y gaseoso. El estado de agregación está determinado por la temperatura y la presión externa.

    Se llama gaseoso a un estado en el que una sustancia no tiene forma propia y no retiene volumen, que a su vez se divide en gas y vapor. Un gas es un estado gaseoso a una temperatura superior a la temperatura crítica. Los gases que existen en la naturaleza se llaman reales. Al estudiar las propiedades de los gases en física, utilizan un modelo de gas que no existe en la naturaleza. Este modelo se llama gas ideal. Cumple las siguientes condiciones: 1) sus moléculas no ocupan volumen; 2) al estar a distancias, las moléculas de un gas ideal no interactúan entre sí; 3) las interacciones moleculares ocurren sólo durante impactos absolutamente elásticos; 4) el tiempo de viaje libre es mucho mayor que el tiempo de colisión.

    Cualquier gas está determinado por tres macroparámetros.

    A) la presión (p) es la relación entre la fuerza y ​​el área.( p=F/S)

    B) el volumen (V) es una medida de una parte limitada del espacio.

    C) la temperatura (T) es una medida de la energía cinética promedio del movimiento de traslación de las moléculas.

    Para procesos térmicos esto es cierto. ecuación fundamental de MKT, que dice así:


    Información relacionada.


    En la naturaleza existen diversas fuerzas que caracterizan la interacción de los cuerpos. Consideremos las fuerzas que ocurren en mecánica.

    Fuerzas gravitacionales. Probablemente la primera fuerza de cuya existencia el hombre se dio cuenta fue la fuerza de gravedad que actúa sobre los cuerpos de la Tierra.

    Y se necesitaron muchos siglos para que la gente entendiera que la fuerza de gravedad actúa entre cualquier cuerpo. Y se necesitaron muchos siglos para que la gente entendiera que la fuerza de gravedad actúa entre cualquier cuerpo. El físico inglés Newton fue el primero en comprender este hecho. Al analizar las leyes que gobiernan el movimiento de los planetas (leyes de Kepler), llegó a la conclusión de que las leyes observadas del movimiento de los planetas sólo pueden cumplirse si existe una fuerza de atracción entre ellos, directamente proporcional a sus masas e inversamente proporcional a la cuadrado de la distancia entre ellos.

    Newton formuló ley de gravitación universal. Dos cuerpos cualesquiera se atraen. La fuerza de atracción entre cuerpos puntuales se dirige a lo largo de la recta que los conecta, es directamente proporcional a las masas de ambos e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellos:

    En este caso, se entiende por cuerpos puntuales aquellos cuerpos cuyas dimensiones son muchas veces menores que la distancia entre ellos.

    Las fuerzas de la gravedad universal se llaman fuerzas gravitacionales. El coeficiente de proporcionalidad G se llama constante gravitacional. Su valor se determinó experimentalmente: G = 6,7 10¯¹¹ N m²/kg².

    Gravedad que actúa cerca de la superficie de la Tierra está dirigida hacia su centro y se calcula mediante la fórmula:

    donde g es la aceleración de la gravedad (g = 9,8 m/s²).

    El papel de la gravedad en la naturaleza viva es muy significativo, ya que de su magnitud depende en gran medida el tamaño, la forma y las proporciones de los seres vivos.

    Peso corporal. Consideremos lo que sucede cuando se coloca alguna carga en un plano horizontal (soporte). En el primer momento después de bajar la carga, comienza a moverse hacia abajo bajo la influencia de la gravedad (Fig. 8).

    El plano se dobla y aparece una fuerza elástica (reacción de apoyo) dirigida hacia arriba. Una vez que la fuerza elástica (Fу) equilibra la fuerza de gravedad, se detendrá el descenso del cuerpo y la desviación del soporte.

    La deflexión del soporte surgió bajo la acción del cuerpo, por lo tanto, una cierta fuerza (P) actúa sobre el soporte desde el costado del cuerpo, que se llama peso del cuerpo (Fig. 8, b). Según la tercera ley de Newton, el peso de un cuerpo es igual en magnitud a la fuerza de reacción del suelo y está dirigido en dirección opuesta.

    P = - Fу = Fpesado.

    Peso corporal es la fuerza P con la que un cuerpo actúa sobre un soporte horizontal que está inmóvil con respecto a él.

    Dado que la fuerza de gravedad (peso) se aplica al soporte, este se deforma y, debido a su elasticidad, contrarresta la fuerza de gravedad. Las fuerzas desarrolladas en este caso desde el lado del soporte se denominan fuerzas de reacción de soporte, y el fenómeno mismo del desarrollo de la contrarrestación se llama reacción de soporte. Según la tercera ley de Newton, la fuerza de reacción del soporte es igual en magnitud a la fuerza de gravedad del cuerpo y de dirección opuesta.

    Si una persona sobre un soporte se mueve con la aceleración de las partes de su cuerpo dirigidas desde el soporte, entonces la fuerza de reacción del soporte aumenta en la cantidad ma, donde m es la masa de la persona y es la aceleración con la que partes de su cuerpo se mueven. Estos efectos dinámicos se pueden registrar utilizando dispositivos extensímetros (dinamogramas).

    No se debe confundir el peso con el peso corporal. La masa de un cuerpo caracteriza sus propiedades inertes y no depende ni de la fuerza de gravedad ni de la aceleración con la que se mueve.

    El peso de un cuerpo caracteriza la fuerza con la que actúa sobre el soporte y depende tanto de la fuerza de gravedad como de la aceleración del movimiento.

    Por ejemplo, en la Luna el peso de un cuerpo es aproximadamente 6 veces menor que el peso de un cuerpo en la Tierra. La masa en ambos casos es la misma y está determinada por la cantidad de materia que hay en el cuerpo.

    En la vida cotidiana, la tecnología y los deportes, el peso a menudo no se indica en newtons (N), sino en kilogramos de fuerza (kgf). La transición de una unidad a otra se realiza según la fórmula: 1 kgf = 9,8 N.

    Cuando el soporte y el cuerpo están inmóviles, entonces la masa del cuerpo es igual a la gravedad de este cuerpo. Cuando el soporte y el cuerpo se mueven con cierta aceleración, entonces, dependiendo de su dirección, el cuerpo puede experimentar ingravidez o sobrecarga. Cuando la aceleración coincide en dirección y es igual a la aceleración de la gravedad, el peso del cuerpo será cero, por lo que surge un estado de ingravidez (ISS, ascensor de alta velocidad al bajar). Cuando la aceleración del soporte es opuesta a la aceleración de la caída libre, una persona experimenta una sobrecarga (una nave espacial tripulada que parte de la superficie de la Tierra, un ascensor de alta velocidad que se eleva hacia arriba).

    La ley de la gravitación universal fue descubierta por Newton en 1687 mientras estudiaba el movimiento del satélite de la Luna alrededor de la Tierra. El físico inglés formuló claramente un postulado que caracteriza las fuerzas de atracción. Además, al analizar las leyes de Kepler, Newton calculó que las fuerzas gravitacionales deben existir no solo en nuestro planeta, sino también en el espacio.

    Fondo

    La ley de la gravitación universal no nació de forma espontánea. Desde la antigüedad, la gente ha estudiado el cielo, principalmente para compilar calendarios agrícolas, calcular fechas importantes y fiestas religiosas. Las observaciones indicaron que en el centro del "mundo" hay una Luminaria (Sol), alrededor del cual los cuerpos celestes giran en órbitas. Posteriormente, los dogmas de la iglesia no permitieron considerar esto y la gente perdió el conocimiento acumulado durante miles de años.

    En el siglo XVI, antes de la invención de los telescopios, apareció una galaxia de astrónomos que miraban el cielo de forma científica, descartando las prohibiciones de la iglesia. T. Brahe, habiendo observado el espacio durante muchos años, sistematizó los movimientos de los planetas con especial cuidado. Estos datos de gran precisión ayudaron a I. Kepler a descubrir posteriormente sus tres leyes.

    Cuando Isaac Newton descubrió la ley de la gravitación (1667), el sistema heliocéntrico del mundo de N. Copérnico finalmente se estableció en la astronomía. Según él, cada uno de los planetas del sistema gira alrededor del Sol en órbitas que, con una aproximación suficiente para muchos cálculos, pueden considerarse circulares. A principios del siglo XVII. I. Kepler, analizando las obras de T. Brahe, estableció leyes cinemáticas que caracterizan los movimientos de los planetas. El descubrimiento se convirtió en la base para dilucidar la dinámica del movimiento planetario, es decir, las fuerzas que determinan exactamente este tipo de movimiento.

    Descripción de la interacción

    A diferencia de las interacciones fuertes y débiles de período corto, la gravedad y los campos electromagnéticos tienen propiedades de largo alcance: su influencia se manifiesta a distancias enormes. Los fenómenos mecánicos en el macrocosmos están influenciados por dos fuerzas: electromagnética y gravitacional. La influencia de los planetas sobre los satélites, el vuelo de un objeto arrojado o lanzado, la flotación de un cuerpo en un líquido: en cada uno de estos fenómenos actúan las fuerzas gravitacionales. Estos objetos son atraídos por el planeta y gravitan hacia él, de ahí el nombre “ley de gravitación universal”.

    Se ha demostrado que ciertamente existe una fuerza de atracción mutua entre los cuerpos físicos. Fenómenos como la caída de objetos a la Tierra, la rotación de la Luna y los planetas alrededor del Sol, que ocurren bajo la influencia de las fuerzas de la gravedad universal, se denominan gravitacionales.

    Ley de gravitación universal: fórmula

    La gravedad universal se formula de la siguiente manera: dos objetos materiales cualesquiera se atraen entre sí con una determinada fuerza. La magnitud de esta fuerza es directamente proporcional al producto de las masas de estos objetos e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellos:

    En la fórmula, m1 y m2 son las masas de los objetos materiales que se estudian; r es la distancia determinada entre los centros de masa de los objetos calculados; G es una cantidad gravitacional constante que expresa la fuerza con la que se produce la atracción mutua de dos objetos que pesan 1 kg cada uno, ubicados a una distancia de 1 m.

    ¿De qué depende la fuerza de atracción?

    La ley de la gravedad funciona de manera diferente según la región. Dado que la fuerza de la gravedad depende de los valores de latitud en un área determinada, de manera similar, la aceleración de la gravedad tiene diferentes valores en diferentes lugares. La fuerza de gravedad y, en consecuencia, la aceleración de la caída libre tienen un valor máximo en los polos de la Tierra: la fuerza de gravedad en estos puntos es igual a la fuerza de atracción. Los valores mínimos estarán en el ecuador.

    El globo es ligeramente achatado y su radio polar es aproximadamente 21,5 km menor que el radio ecuatorial. Sin embargo, esta dependencia es menos significativa en comparación con la rotación diaria de la Tierra. Los cálculos muestran que debido al achatamiento de la Tierra en el ecuador, la magnitud de la aceleración de la gravedad es ligeramente menor que su valor en el polo en un 0,18%, y después de la rotación diaria, en un 0,34%.

    Sin embargo, en un mismo lugar de la Tierra, el ángulo entre los vectores directores es pequeño, por lo que la discrepancia entre la fuerza de atracción y la fuerza de gravedad es insignificante y puede despreciarse en los cálculos. Es decir, podemos suponer que los módulos de estas fuerzas son los mismos: la aceleración de la gravedad cerca de la superficie de la Tierra es la misma en todas partes y es de aproximadamente 9,8 m/s².

    Conclusión

    Isaac Newton fue un científico que hizo una revolución científica, reconstruyó completamente los principios de la dinámica y, sobre su base, creó una imagen científica del mundo. Su descubrimiento influyó en el desarrollo de la ciencia y la creación de la cultura material y espiritual. A Newton le correspondió revisar los resultados del concepto de mundo. En el siglo 17 Los científicos han completado el grandioso trabajo de sentar las bases de una nueva ciencia: la física.



    ¿Te gustó el artículo? ¡Compartir con tus amigos!