Campo gravitatorio
La ley de la gravitación universal, propuesta por Newton, fue una de las grandes obras de la interacción entre las masas, que es capaz de explicar los fenómenos desde los más simples, como un cuerpo que cae cerca de la superficie de la Tierra, hasta los más complejos , como las fuerzas de intercambio entre los cuerpos celestes, reflejando fielmente sus órbitas y los diferentes movimientos.
Según la leyenda, Newton, al observar una manzana que cae, concibió la idea de que era causada por la atracción ejercida por la tierra. La naturaleza de esta fuerza de atracción es la misma que debe existir entre la Tierra y la Luna, o entre el Sol y los planetas, por lo que la atracción entre las masas es, sin duda un fenómeno universal.
Ley de gravitación universal
Son dos masas m1 y m2, donde d es la distancia entre sus centros.
Según Newton, la fuerza F de atracción entre masas viene dada por su intensidad:
F = G. m1.m2
d 2
Donde G es llamada la constante de gravitación universal, y su valor expresado en el Sistema Internacional, por:
G = 6,67. 10 -11 N. m 2. -2 Kg
También puede indicar la ley de la gravitación universal de la siguiente manera: Dos cuerpos se atraen entre sí gravitacionalmente con una fuerza cuya intensidad es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre sus centros de masa.
COMENTARIOS:
1 º) La fuerza gravitatoria es siempre atractiva
2 º) La fuerza de la gravedad no depende del medio donde los cuerpos se encuentran inmersos.
3 º) La constante de gravitación G ha demostrado su valor experimentalmente por Henry Cavendish a través de un instrumento llamado balanza de torsión.
Cavendish equilibró dos esferas de masa m1 y m2 adjuntos a los extremos de una barra horizontal que fue suspendida de un hilo. Al acercarse a la bola otros dos cuerpos de masa M1 y M2, también conocidos, la barra horizontal se movió debido a la interacción entre las masas, girando el soporte de alambre. Con estos datos, Cavendish confirmó el valor de la constante de gravitación universal.
CAMPO GRAVITACIONAL
La Tierra, como todos los cuerpos celestes, ejerce una fuerza de atracción gravitatoria sobre los cuerpos situados en las proximidades. Despreciando los efectos de la rotación de nuestro planeta, podemos asimilar el campo gravitacional de la siguiente manera:
La intensidad del campo gravitatorio puede ser medida por la aceleración gravitacional adquirida por un cuerpo de evidencia dentro del campo.
Es un cuerpo de masa m, en el interior del campo gravitacional de la Tierra, cuya masa y radio que llamamos M1, R.
Como el peso del cuerpo de masa m es la fuerza de la gravedad con la que se siente atraído por la Tierra, podemos escribir la fórmula:
g = G M
(R + h) 2
La expresión obtenida permite la determinación de la intensidad del campo gravitatorio adquirida por el cuerpo en una posición determinada, lejos de la superficie de la Tierra.
En cuanto a la determinación del campo gravitatorio de la superficie de la Tierra, acaba de hacer h = 0. La expresión se obtiene:
g = G 0. M
R 2
Campo gravitacional EN FUNCIÓN DE LA ALTURA
En la superficie, el campo gravitacional es:
g0 = G M
R 2
En un momento, como hemos visto, el campo es:
g = G M
(R + h) 2
Por lo tanto, para dividir las dos ecuaciones anteriores, tenemos:
g = g0. R 2
(R + h) 2
