martes, 18 de junio de 2013

Tema 2. Efectos de las fuerzas en la Tierra & en el Universo

Gravitación. Representación Gráfica de la atracción gravitacional. Relación con caída libre & peso.

Primero que nada tenemos que saber que es gravitación.
 
La gravitación también conocida como gravedad es la fuerza de atracción mutua entre dos masas separadas por una determinada distancia.
 
A esto se le conoce como "Atracción Gravitacional"
 
La gravitación es una de las cuatro interacciones fundamentales.
Por efecto de la gravedad tenemos la sensación de peso.
La gravedad es una de las cuatro interacciones fundamentales observadas en la naturaleza. Origina los movimientos a gran escala que se observan en el universo: la órbita de la Luna alrededor de la Tierra, las órbitas de los planetas alrededor del Sol, etcétera. A escala cosmológica es la interacción dominante pues gobierna la mayoría de los fenómenos a gran escala (las otras tres interacciones fundamentales son predominantes a escalas más pequeñas).

 
El término gravedad se utiliza también para designar la intensidad del fenómeno gravitatorio en la superficie de los planetas o satélites. Isaac Newton fue el primero en exponer que es de la misma naturaleza la fuerza que hace que los objetos caigan con aceleración constante en la Tierra (gravedad terrestre) y la fuerza que mantiene en movimiento los planetas y las estrellas. Esta idea le llevó a formular la primera teoría general de la gravitación, la universalidad del fenómeno, expuesta en su obra Philosophiae Naturalis Principia Mathematica.
 
Según Newton, la gravedad sería una fuerza instantánea (es decir, cualquier cuerpo notaría inmediatamente si hay otro cuerpo, y sufriría su atracción) y actuaría a distancia, es decir, la intensidad de la fuerza dependería de algo (el otro cuerpo) que puede estar muy alejado, sin que haya contacto entre los cuerpos.
La ley formulada por Newton y que recibe el nombre de ley de la gravitación universal, afirma que la fuerza de atracción que experimentan dos cuerpos dotados de masa es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa (ley de la inversa del cuadrado de la distancia). La ley incluye una constante de proporcionalidad (G) que recibe el nombre de constante de la gravitación universal y cuyo valor, determinado mediante experimentos muy precisos, es de:

6,670. 10-11 Nm²/kg².
 
 
2 conceptos muy importantes para entender las ideas de Newton son masa & peso:
Masa es cantidad de materia que tiene un cuerpo
 Peso es una fuerza que sí depende de la masa del planeta donde la medimos: en la Luna, un cuerpo pesa seis veces menos que en la Tierra, y en Júpiter, dos veces y media más (un kilogramo, que en la Tierra pesa un kilopondio, en Júpiter pesaría dos kilopondios y medio).
 
La atracción gravitacional es la consecuencia de la interacción de dos masas en una distancia especifica. Las grandes masas producen un efecto gravitatorio sobre las pequeñas, es así como un cuerpo celeste como el sol, es capaz de atraer y mantener con la ayuda de la fuerza de la inercia a los cuerpos celestes que tengan menor masa en un cierto radio de distancia. Al incrementar la distancia la fuerza de la gravedad va disminuyendo hasta que no permite sentir sus efectos, pero nuevamente estos tienen que ver con la relación de las masas.
 
La caída libre es el movimiento de un cuerpo bajo la influencia exclusiva de un campo gravitatorio.
 
En esta imagen el campo gravitatorio originado por la Tierra obliga al sujeto a caer hacia el suelo terrestre.
La atracción gravitacional origina que en la caída libre el cuerpo de mayor tamaño sea el que tenga influencia gravitacional sobre otro.
 

Aportaciones de Newton a la ciencia: Explicación del movimiento en la Tierra & el Universo.

Issac Newton :
Nació el 4 de enero de 1643 en Woolsthorpe, Lincolnshire. A la edad de los tres años su madre enviudó y se volvió a casar dejándolo al cuidado de su abuela. Cuando volvió a enviudar su madre lo envió al Colegio de Trintty College durante el verano de 1661.
        En 1665 recibió el título de Bachiller y en 1668 el título de profesor. Durante toda su vida se dedicó a la investigación.
en Física:
 
Estableció las tres leyes del movimiento y dedujo la ley de la gravitación universal. Estas leyes las publicó en su libro Principios matemáticos de la filosofía natural (1687).
 
Newton reflexionó sobre el hecho de que los cuerpos pesaban en la Tierra y que los astros giraban en torno a otros astros (la Luna en torno a la Tierra, la Tierra y los demás planetas en torno al Sol, y así todos) y se imaginó que había una fuerza universal (que actuaba en todos lados) que hacía que los cuerpos se atrajeran entre sí. Esta fuerza se manifestaría tanto en la atracción de un cuerpo por la Tierra - su peso- como en la atracción entre cuerpos del Sistema Solar (y de todo el universo) que les hace girar unos en torno a los otros. La llamó "fuerza de gravitación universal" o "gravedad".
Según Newton, la gravedad sería una fuerza instantánea (es decir, cualquier cuerpo notaría inmediatamente si hay otro cuerpo, y sufriría su atracción) y actuaría a distancia, es decir, la intensidad de la fuerza dependería de algo (el otro cuerpo) que puede estar muy alejado, sin que haya contacto entre los cuerpos.
 
 
 
 
  • En ausencia de fuerzas, un objeto ("cuerpo") en descanso seguirá en descanso, y un cuerpo moviéndose a una velocidad constante en línea recta, lo continuará haciendo indefinidamente.
  • Cuando se aplica una fuerza a un objeto, se acelera. La aceleración es en dirección a la fuerza y proporcional a su intensidad y es inversamente proporcional a la masa que se mueve.
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