La ley de la gravedad o gravitación universal - Qué es y fórmula
Qué es la ley de la gravedad descubierta por Isaac Newton, cómo se aplica, ejemplos y cómo explicar a los niños
26/04/2023 06:21h | Actualizado a 2023-05-09 06:42h
La ley de la gravitación universal, formulada por Isaac Newton, describe la interacción entre los cuerpos celestes y establece que:
Cualquier cuerpo del universo, entendido como un punto material, atrae a todos los demás cuerpos con una fuerza directamente proporcional al producto de las masas e inversamente proporcional al cuadrado de las distancias.
Esta ley introduce una de las 4 grandes fuerzas de la naturaleza: la fuerza gravitacional universal, o fuerza gravitacional de atracción.
Descubierta por Newton es una fuerza se ejerce entre cualquier par de cuerpos con masa situados a cierta distancia.
La fórmula de la ley de la gravitación universal expresa la magnitud de la fuerza de interacción de la siguiente manera:
- F = | (G . m1 . m2) / r² | . r* .
Conozcamos más Qué es, cómo se aplica la fórmula y cómo es el descubrimiento de Isaac Newton.
Qué es la Ley de la Gravedad
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La ley de la gravedad permite definir el porqué de la atracción de los cuerpos que están próximos a la tierra.
Esta ley consiste en dos cuerpos con masa, sea cual sea esta, se atraen el uno hacia el otro con una determinada fuerza.
Dicha fuerza es proporcional a la masa de cada uno de estos, e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa.
- F = | (G . m1 . m2) / r² | . r* .
Esta es la fórmula de la gravedad. "m1 y m2" serán las masas de los cuerpos, y "r2" la distancia al cuadrado que les separa.
En cuanto a "G", podemos decir que es la constante de gravitación universal. Dicho valor se obtiene a partir de la fuerza, medida en newtons.
Así dos masas de 1 kg situadas a 1 m de distancia se atraen mutuamente, o sea, un valor igual a 6,67 . 10-11 .
A partir de la definición de la Ley de la gravedad, podemos establecer que:
Generalmente, los cuerpos con una masa que sea mayor y que se dispongan más cerca, ejercerán una fuerza de atracción que será mayor sobre los más pequeños.
Un ejemplo de esto es el movimiento de la órbita de la luna alrededor de la tierra.
Qué es la gravitación universal
La gravitación universal es una de las leyes de la física que estudia la atracción que existe entre dos cuerpos.
Uno de los momentos más importantes en la historia de la Física es el descubrimiento de Isaac Newton con la Ley de la Gravitación Universal.
En la ley de Newton nos explica que todos los cuerpos se atraen por una fuerza que es proporcional al producto de sus masas.
Esta fuerza es además inversamente proporcional al cuadrado de la distancia de sus centros.
Descubrimiento de la ley de la gravedad
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Fue Isaac Newton el que elaboró esta teoría en 1865 tras mucho tiempo de estudios y pruebas matemáticas. Llegó a la conclusión de que con esta ley matemática, se pudieron resolver los fenómenos físicos más importantes del universo observable.
Newton pudo demostrar con la ley de la gravedad que la física terrestre y la física celeste son una misma cosa
El descubrimiento de la ley de la gravedad pudo resolver:
- Resolver las tres leyes de Kepler sobre el movimiento planetario.
- Resolver el problema del origen de las mareas
- Probar la observación de Galileo Galilei de que el movimiento de un objeto en caída libre es independiente de su peso.
Ejemplo Ley de la gravedad
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Si queremos ver cómo actúa la ley de la gravedad, podemos coger dos cuerpos que tengan el mismo peso y forma.
De este modo tomamos por ejemplo dos canicas, o dos pelotas del mismo tamaño.
Luego solo tienes que hacer lo siguiente:
- Sujetamos los dos objetos con una mano entre el dedo índice y el pulgar, de manera que tu palma esté hacia abajo.
- Con la otra mano dale un golpe fuerte a uno de ellos, tiene que ser horizontal, de tal manera que se mueva hacia delante.
- La otra esfera saldrá disparada hacia el lado.
Ambas caerán al suelo a la vez, aunque hayan recorrido distancias distintas, una recta y la otra curva.
La explicación que podemos sacar a este experimento es que existen 2 fuerzas que controlan el tiempo de caída de los cuerpos. La gravedad y resistencia del aire.
Así, si tenemos dos objetos que iguales y la resistencia del aire es despreciable, entonces solo la fuerza de la gravedad influye en el tiempo que tarda en llegar al suelo. Incluso aunque una de ellas viaje un rato horizontalmente.
Qué es el Campo gravitatorio
Se trata del espacio que hay entre dos cuerpos que se atraen.
Todos los cuerpos tienen un campo gravitatorio, por ejemplo, el planeta Tierra tiene su propio campo gravitatorio. Es el espacio donde se manifiesta la gravedad terrestre.
Lo mismo ocurre con la Luna, que también tiene su propio campo gravitatorio. Ejercee esa la fuerza de la Luna sobre los mares, creando mareas.
Puede que os planteéis ahora ¿cuál es el valor del campo gravitatorio?
Hablando numéricamente es el mismo valor que el de la aceleración de la gravedad.
Se representa con el vector dirigido al objeto que produce el campo, o lo que es lo mismo, tiene esta fórmula:
- G= F/m
Cómo explicar la ley de la gravedad a niños
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Explicar ciencia y la ley de la gravedad a los niños no parece una empresa fácil; sin embargo, puede ser muy ameno e instructivo.
Por ejemplo, temas de este tipo como los de ciencia y la ley de la gravedad es algo que les fascina a los pequeños.
Esto es porque responden a cuestiones y hechos que vivimos en nuestro día a día y nos hace hacernos preguntas sin parar.
Por ejemplo, los objetos están (y nosotros también) pegados al suelo. ¿Por qué lo están en vez de flotar?.
La respuesta podría ser sencillamente que "porque es así", sin embargo, hay razones científicas que lo explican.
Lo mismo sería plantearse, ¿por qué cuando lanzas algo al aire cae hacia el suelo? ¿Por qué no se queda flotando o va hacia arriba?
O, si vamos aún más lejos, ¿por qué hay objetos que caen más rápido que otros?
Pues todo esto obedece a la ley de la gravedad. Y de su existencia se da cuenta un muchacho de 23 años, llamado Newton.
Además, lo hace de la manera más extraordinaria y a la vez simple: porque se le cayó una manzana en la cabeza mientras leía debajo de un árbol.
Y entonces el curioso muchacho comenzó a hacerse preguntas y a estudiar.
Un ejemplo ilustrativo son los astronautas. En el espacio, a diferencia de en la Tierra, no hay gravedad. Por eso los astronautas flotan.
La gravedad no la vemos, porque es una fuerza invisible que actúa con base a un hecho y es que los cuerpos tienen masa. Esta masa está relacionada con el peso.
Cuanto más pesa un objeto, más masa tiene. Y a más peso, más es atraída por la gravedad. Además, la Tierra, tiene mucha gravedad, así que atrae hacia su base a todo cuerpo, objeto o elemento que contiene masa.
Un objeto con poca masa, o lo que es lo mismo, que pesa poco, será un objeto que tendrá poca gravedad.
Los objetos con poca o nula gravedad, pueden quedarse flotando (un globo, por ejemplo). Mientras que un objeto de mucho peso, tiende a caer.
Experimentos con la ley de la gravedad para niños
Antes ya hemos dado un anticipo, pero volvamos a él y experimentos con la ley de la gravedad para niños con este y otros ejemplos.
Coge un globo. ¿Cuánto pesa? Muy poco. Por eso puede volar, aunque como tiene algo de peso, se va al suelo si no lo tenemos lleno de helio.
Ahora lanza al aire una pelota. Esta sube, sí, pero lo hace porque la hemos empujado hacia arriba. Sin embargo, vuelve a caer al suelo.
Coge una pluma y una piedra y lanza ambas desde la misma altura. ¿Qué es lo que sucedió?
La pluma caerá muy lentamente, porque no tiene apenas peso, mientras que la piedra caerá ligera y de forma estrepitosa, porque tiene mucha masa.