¿Qué es la gravedad? Dos o más cuerpos, simplemente por el hecho de tener masa, sienten una atracción mutua que hace que tiendan a unirse. Este fenómeno, la búsqueda de una respuesta a cómo los objetos con masa se atraen entre sí, llevó a Newton al desarrolló de una ley que explicara el fenómeno.
Este hecho supuso el comienzo de la Física como la ciencia moderna que es hoy en día y la unificación de las mecánicas terrestres y celestes. Porque resultó que las mismas leyes y reglas que se cumplen en este mundo son las mismas que se cumplen en cualquier lugar del Universo.
Ley de la gravitación universal
Newton estableció que dos cuerpos, simplemente por el hecho de tener masa se atraen entre sí, y que dicha atracción es proporcional al producto de las masas de cada uno de ellos e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.
¿Cómo se dedujo la ley de la gravitación universal?
Uno no recibe un manzanazo en la cabeza y unifica. Antes deben rondarte por la cabeza una serie de ideas que son el punto de partida para enunciar la ley de la gravitación universal.
La cinemática de los cuerpos en rotación
La segunda ley de Newton
La tercera ley de Kepler
Interacción gravitatoria entre masas puntuales
¿Cómo es la interacción entre dos masas puntuales?
El estudio del comportamiento de un cuerpo con masa sometido a la interacción gravitatoria se puede realizar en base a cuatro magnitudes físicas:
Magnitudes vectoriales
Fuerza gravitatoria (F). Es la fuerza que sufre una masa m por estar en presencia de una segunda masa M que la atrae.
Intensidad de campo gravitatorio (g). Es la forma en la que una masa M altera y deforma el espacio que lo rodea de manera que si una segunda masa m está en sus proximidades sufre una fuerza F=mg.
Magnitudes escalares
Energía potencial gravitatoria (Ep). Es la energía que tiene una masa m por estar en presencia de una segunda masa M que la atrae.
Potencial gravitatorio (V). Es la forma en la que una masa M altera y deforma el espacio que lo rodea de manera que si una segunda masa m está en sus proximidades tendrá una energía potencial Ep=mV.
Ejercicio de interacción entre cargas puntuales
En este video se plantea como resolver un problema en donde más de una partícula puntual interaccionan gravitatoriamente.
Movimiento orbital
Los fenómenos gravitatorios observables están siempre asociados a la interacción entre objetos de una masa muy elevada (debido al valor tan bajo de la constante de gravitación universal G).
A continuación se concretan algunos aspectos relacionados con la forma en la que un cuerpo interactúa con la masa de un planeta/estrella.
Campo gravitatorio en la superficie de un planeta
Energía mecánica de un cuerpo en movimiento orbital
Velocidad de escape de un planeta
Dinámica de un cuerpo en un movimiento orbital