3. La fuerza de la Gravedad.

Ejercicio 1 : Después de ver el vídeo, responde a las siguientes preguntas:

  • ¿Qué fuerzas debe vencer la nave para poder salir de la Tierra?
  • El rozamiento con la atmósfera, además de frenar el movimiento, tiene otro efecto importante, ¿cuál es?
  • Busca información sobre el Teflón y su relación con las naves espaciales. Pon ejemplos de uso del teflón en nuestras casas.
  • Cuando Neil Armstrong está en la Luna, ¿cómo se mueve? ¿por qué ?
  • Al llegar a la Tierra, los astronautas aparecen con trajes y máscaras, y son confinados. ¿Por qué crees que es necesario hacer esto?
  • En 2018, Elon Musk lanzó un coche Tesla al espacio en dirección a Marte. Después de ver los dos vídeos, busca información sobre el lanzamiento, su masa, la dirección que lleva, la velocidad a la que va y dónde está ahora.

La fuerza debida a la gravedad es la que conocemos desde más antiguo. Ya Newton enunció la ley de la gravedad y la relacionó con la masa de los cuerpos.

Ley de la Gravedad de Isaac Newton: La fuerza con que se atraen des cuerpos de masas m1 y m2 es directmente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que les separa.

Expresado matemáticamente:

Donde m1 y m2 son las masas de los cuerpos, r es la distatancia que les separa y G la constante de gravitación universal que vale: 6,67392×10 -11 m3/s2kg

Es importante evitar la confusión entre peso y masa. Ordinariamente decimos que «pesamos» un cuerpo cuando en realidad averiguamos su masa.

La masa es una propiedad fundamental de la materia. Todos los cuerpos materiales tienen masa, desde las partículas subatómicas hasta los planetas .

La masa de un cuerpo no cambia si el cuerpo se rompe, cambia de forma, se dilata o se contrae. La masa es la propiedad de la materia que mejor nos permite cuantfñcarla.

DEFINICIÓN: La masa es la medida de la cantidad de materia que posee un cuerpo.

En el Sistema Internacional, la masa se mide en kilogramos (kg).

DEFINICIÓN: El kilogramo se define como la masa del kilogramo patrón, un cilindro fabricado con una aleación de platino e iridio, que se guarda en la Oficina Internacional de Pesos y Medidas en la localidad francesa de Sevres. Actualmente se han revisado las unidades de medida y redefinido, y queda así la nueva definición de kilogramo:

  • El kilogramo, kg, es la unidad de masa; su magnitud se establece mediante la fijación del valor numérico de la constante de Planck, a ser exactamente igual a 6,62607015 ×10−34 cuando es expresada en s-1·m 2·kg, que es igual a expresarlo en J·s.

Los aparatos que usamos para medir masas son las balanzas que deben estar calibradas en kilogramos, gramos, miligrámos, etc.

La atracción entre masas es una propiedad general de la materia. Así, la Tierra ejerce atracción sobre nosotros y los cuerpos situados en su superficie o proximidades.

DEFINICIÓN: Peso es la fuerza con que la Tierra atrae las masas situadas en su proximidad.

El peso es una fuerza y se expresa en newtons (N) en el S.l. El peso de un cuerpo se mide con unos aparatos llamados dinamómetros que estarán calibrados en newtons.

Si se deja caer libremente, un cuerpo cerca de la superficie terrestre caerá con una aceleración

g = 9,8 m/s2. Esta es la aceleración de la gravedad terrestre.

Si g es la aceleración de la fuerza de la gravedad terrestre, de acuerdo con la segunda ley de Newton (F = m • a )se tendrá que el peso de un cuerpo de masa m es:

Peso = m • g

La fuerza gravitatoria existe entre dos cuerpos cualesquiera del Universo, pero es muy débil y solo se nota cuando al menos uno de los cuerpos tiene una masa muy grande como ocurre con las estrellas y los planetas. Además es recíproca. O sea, el Sol atrae a la Tierra pero esta también atrae al Sol. En nuestro caso también podemos decir que del mismo modo que la Tierra nos atrae, nosotros atraemos a la Tierra. Ocurre que la masa de la Tierra es enorme comparada con la nuestra y así somos nosotros quienes «caemos» hacia ella y no al revés .


A diferencia de la masa, el peso no vale lo mismo independientemente de donde esté un cuerpo. Por ejemplo:

  • La gravedad de la Luna (1,6 m/s2) es mucho menor que la de la Tierra (9,8 m/s2). Por ello un mismo cuerpo en la Luna pesa menos que en la Tierra aunque la masa sea la misma.
  • La gravedad y el peso también serían diferentes en Marte y en otros planetas.
  • Tampoco en la Tierra, la gravedad vale igual en todos los puntos del planeta. El valor g = 9,8 m/s2es el que se toma como referencia a nivel del mar, pero depende de la latitud del lugar y del tipo de rocas que haya en el subsuelo, pero siempre se dirige al centro de la Tierra .
  • Además, la gravedad varía con la altura. A medida que nos alejamos de la Tierra, la gravedad es menor y, por tanto, el peso también .


El peso como es una fuerza se mide con dinamómetros, que en realidad son muelles que se estiran al aplicarles una fuerza. Una variedad de un dinamómetro son las básculas que en realidad tienen muelles de los que se cuelgan masas y miden su peso, o sobre los que se ponen masas y miden, también sus pesos, como las básculas de baño.

Ejemplo: Calcula el peso de un camión de 20000 kg y el de una motocicleta de 75 kg.

A partir de la definición de peso: P = m • g, y del valor de la gravedad terrestre g = 9,8 m/s2:

Para el camión: P = 20000 kg • 9,8 m/s2 = 196000 N

Para la m

Motocicleta: P = 75 kg • 9,8 m/s2 = 735 N

Actividad 2: Elabora un Visual Thinking, en el que aparezca el planeta Tierra, la Luna, Marte y Júpiter. Indica la masa de un astronauta de 70 kg y su peso, en cada planeta.

Ejercicio: Después de ver este vídeo, indica a qué fuerzas se ve sometido el astronauta y por qué parece tan ligero cuando anda.


Centro de gravedad o centro de masas:

El centro de gravedad (cdg) de un cuerpo es el punto de aplicación de su peso; este es la resultante de los pesos de todas las partículas que forman el cuerpo.

Un cuerpo suspendido se encuentra en equilibrio estable cuando el cdg queda situado debajo del eje, en la vertical de éste.

Una de las condiciones necesarias para que un cuerpo esté en equilibrio es que el sumatorio de las fuerzas (∑Fi) que actúan sobre él sea nulo. Sin embargo, esta condición no es suficiente para que se de el equilibrio.

Pongamos por ejemplo una piedra con forma de boomerang apoyada en el suelo. El sumatorio de sus fuerzas, el peso y la reacción vertical del suelo, será nulo, y sin embargo la piedra girará por la forma curva que tiene.

¿Por qué nos inclinamos hacia adelante para levantarnos de una silla?

Para que nuestro centro de gravedad esté ubicado más próximo al empuje hacia atrás del suelo desde los pies y el momento de la fuerza se reduzca, permitiéndonos levantar sin problemas.

¿Por qué es más estable un edificio alto que uno bajo?

Porque el centro de gravedad está más próximo a la reacción vertical del suelo.

Ejercicio: Entra en el siguiente enlace, y elabora un esquema de cómo calcular el centro de gravedad, y luego indica, para cada uno de los siguientes sistemas físicos, si actúan o no fuerzas, y si se puede considerar que el sistema se encuentra en equilibrio. No olvides justificar tus respuestas:

a) Una persona está sentada en un sofá.

b) Las aspas de un aerogenerador giran por acción del viento.

c) Un coche de competición derrapa en una curva.

d) Un cuadro cuelga de la pared

Ejercicio: Después de ver el vídeo, repite el experimento, determina el centro de gravedad de tu triángulo rectángulo, y comprueba al clavar el alfiler como mantiene el equilibrio.

Actividad 3: Mantener el equilibrio es complicado, elige uno de los siguientes experimentos, reprodúcelo y graba con tu equipo un vídeo de 2 minutos con el experimento elegido: