Todo el mundo ha experimentado la gravedad y sus efectos cerca de la tierra. La gravedad es lo que causa que los objetos se caigan sobre la tierra. Qué los planetas giren alrededor del sol. Qué las galaxias se mantengan juntas. Que cambie el peso si viajase a otro planeta
De las cuatro fuerzas fundamentales identificadas por los físicos – nuclear fuerte, eléctrica débil, eléctrica estática y de gravedad– la fuerza gravitacional es la menos comprendida. Hoy en día, los físicos aspiran llegar hacia la “Gran Teoría Unificada” , donde todas estas fuerzas estén unidas en un modelo físico que describa el comportamiento total en el universo. En este momento, la fuerza gravitacional es el problema, la fuerza que se resiste a la unión.
Isaac Newton fue la primera persona en proponer un modelo matemático que describe la atracción gravitacional entre los objetos, Albert Einstein se basó sobre este modelo y desarrolló una descripción más completa de la gravedad en su Teoría General de la Relatividad
La Ley de la Gravitación Universal de Newton establece que la fuerza que ejerce una partícula puntual con masa m1 sobre otra con masa m2 es directamente proporcional al producto de las masas, e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa:
fuerza entre dos cuerpos
es el vector unitario que dirigido de la partícula 1 a la 2, esto es, en la dirección del vector , y es la constante de gravitación universal, siendo su valor aproximadamente 6,674 × 10−11 N·m2/kg2.
Por ejemplo, usando la ley de la Gravitación Universal, podemos calcular la fuerza de atracción entre la Tierra y un cuerpo de 50 kg. La masa de la Tierra es 5,974 × 1024 kg y la distancia entre el centro de gravedad de la Tierra (centro de la tierra) y el centro de gravedad del cuerpo es 6378,14 km (igual a 6378140 m, y suponiendo que el cuerpo se encuentre sobre la línea del Ecuador). Entonces, la fuerza es:
Fuerza entre la tierra y un cuerpo
De esta ley , podemos extraer las siguientes conclusiones:
Las fuerzas gravitatorias son siempre atractiva
Tienen alcance infinito. Dos cuerpos, por muy alejados que se encuentren, experimentan esta fuerza.
La fuerza asociada con la interacción gravitatoria es central.
En la Tierra, el valor de la gravedad «g» al nivel del mar varía entre 9,789 m/s2 en el ecuador y 9,832 m/s2 en los polos. Se toma como valor promedio, denominada gravedad estándar, al valor g=9,80665 m/s2.
La gravedad tiene relación con la fuerza que se conoce como peso. El peso es la fuerza con que es atraído cualquier objeto debido a la aceleración de la gravedad, que actúa sobre la masa del objeto. De acuerdo a la segunda ley de Newton, tenemos que: fuerza peso
es el vector unitario que dirigido de la partícula 1 a la 2, esto es, en la dirección del vector , y es la constante de gravitación universal, siendo su valor aproximadamente 6,674 × 10−11 N·m2/kg2.