por La ley de gravitación de Newton
La gravedad es la fuerza que atrae a los objetos con masa entre sí. Su fuerza depende de la masa del objeto. Es una de las cuatro interacciones básicas conocidas de la materia y también puede llamarse «gravitación» o «interacción gravitatoria». La gravedad es la fuerza que sentimos cuando la Tierra atrae los objetos que la rodean hacia su centro, al igual que la fuerza que hace que los objetos caigan. También es la responsable de que los planetas que orbitan alrededor del sol, aunque estén lejos de él, sigan siendo atraídos por su masa.
La intensidad de esta fuerza está relacionada con la velocidad de los planetas: los planetas más cercanos al sol son más rápidos y los planetas más alejados del sol son más lentos. Esto demuestra que la gravedad es una fuerza y, aunque afecta a objetos muy grandes incluso a grandes distancias, su fuerza disminuye a medida que los objetos se alejan unos de otros.
La primera teoría de la gravedad procede del filósofo griego Aristóteles. Desde el primer momento, el ser humano comprendió que cuando no hay fuerzas que lo sostengan, las cosas se derrumban. Sin embargo, no fue hasta el siglo XNUMX a. C. que se iniciaron los estudios formales de las fuerzas que las «derrumban». C, cuando el filósofo griego Aristóteles esbozó la primera teoría.
Importancia de la ley universal de la gravitación
¿Qué tienen en común el dolor de pies, la caída de una manzana y la órbita de la Luna? Cada una de ellas está causada por la fuerza de gravedad. Nuestros pies se resienten al soportar nuestro peso: la fuerza de la gravedad de la Tierra sobre nosotros. Una manzana cae de un árbol debido a la misma fuerza que actúa a unos metros por encima de la superficie de la Tierra. Y la Luna orbita la Tierra porque la gravedad es capaz de suministrar la fuerza centrípeta necesaria a una distancia de cientos de millones de metros. De hecho, la misma fuerza hace que los planetas orbiten alrededor del Sol, que las estrellas orbiten alrededor del centro de la galaxia y que las galaxias se agrupen. La gravedad es otro ejemplo de la simplicidad subyacente en la naturaleza. Es la más débil de las cuatro fuerzas básicas de la naturaleza y, en cierto modo, la menos comprendida. Es una fuerza que actúa a distancia, sin contacto físico, y se expresa mediante una fórmula que es válida en todo el universo, para masas y distancias que varían de lo diminuto a lo inmenso.
Sir Isaac Newton fue el primer científico que definió con precisión la fuerza gravitatoria y demostró que podía explicar tanto la caída de los cuerpos como los movimientos astronómicos. Véase la figura 6.20. Pero Newton no fue el primero en sospechar que la misma fuerza causaba tanto nuestro peso como el movimiento de los planetas. Su precursor, Galileo Galilei, había sostenido que la caída de los cuerpos y el movimiento de los planetas tenían la misma causa. Algunos de los contemporáneos de Newton, como Robert Hooke, Christopher Wren y Edmund Halley, también habían hecho algunos progresos en la comprensión de la gravitación. Pero Newton fue el primero en proponer una forma matemática exacta y en utilizarla para demostrar que el movimiento de los cuerpos celestes debía ser una sección cónica: círculos, elipses, parábolas e hipérbolas. Esta predicción teórica fue un gran triunfo: hacía tiempo que se sabía que las lunas, los planetas y los cometas seguían esas trayectorias, pero nadie había sido capaz de proponer un mecanismo que les hiciera seguir esas trayectorias y no otras.
Enunciar la ley universal de la gravitación de newton expresarla en forma matemática
La imaginación de Newton fue capaz de liberarse de las ataduras de la gravedad terrestre que habían frenado a Galileo. Sin dudarlo, extendió el principio del movimiento inercial de Galileo hasta el infinito y lo declaró como su primera ley de la mecánica. Este fue un primer paso necesario para el descubrimiento de la ley de la gravitación universal. Si el movimiento «natural» de un planeta en ausencia de fuerza es un movimiento rectilíneo, el movimiento orbital real requiere una explicación. Tiene que haber una fuerza que desvíe al planeta de su trayectoria rectilínea hacia su trayectoria curva alrededor del Sol.
En lo que sigue, trazo una línea de razonamiento desde las leyes de Kepler hasta la ley de la fuerza gravitatoria. Esto debe tomarse como una reconstrucción plausible del trabajo de Newton, no como historia autorizada. Hay algunas pruebas sobre el desarrollo temprano de las ideas de Newton en su correspondencia posterior, pero el propio Newton puede haber estado reescribiendo los acontecimientos. En la ciencia es mucho más probable que las ideas se produzcan en un mosaico de intuiciones, deducciones, conjeturas y cálculos que en una cadena lógica ordenada. Un elemento no menos importante es la preconcepción, la creencia de que la solución debe encontrarse por un determinado camino.
Derivación de la ley universal de gravitación de Newton
Las anomalías gravitacionales son las diferencias entre la aceleración de la gravedad observada, o la caída libre, en la superficie de un planeta. El valor correspondiente se predice a partir de un modelo del campo gravitatorio del planeta. El modelo suele basarse en suposiciones simplificadoras, como que, bajo su movimiento de rotación y autogravedad, el planeta asume la figura de revolución del elipsoide. Entonces, la gravedad de la superficie de este elipsoide de referencia viene dada por una fórmula sencilla que sólo contiene la latitud y la resta de la gravedad observada en el mismo lugar, lo que da lugar a la anomalía gravitatoria.2. Mencione el ejemplo típico de la Fuerza Gravitatoria en nuestra vida cotidiana.
