Indice
1.
Introducción
2. La manzana que
cae
3. La luna que cae
4. La tierra que
cae
5. Ley de gravitacion universal de
newton
6. Constante de la gravitacion universal
( g )
7.Interacción
gravitacional
8. Campo
gravitacional
9. Campo gravitacional de la
tierra
10. Campo gravitacional en el
interior de un planeta
11. Peso e ingravidez
12. Mareas
oceanicas.
13. Mareas terrestres y
atmosfericas
14. Agujeros
negros
15. Resumen
Todos los objetos caen debido a la gravedad ,
ésta , ha hecho a la tierra
redonda y también ha influido en diversos factores ,
pero nosotros no sabemos la definición exacta de
gravedad .
Gravedad es el nombre que damos a la fuerza de
atracción que se ejerce entre los objetos ,
ésta , es la definición aunque nosotros no la
comprendamos completamente . La gravedad afecta a todas las
cosas y también entendemos que se extiende por todo
el universo .
En el capítulo sub estudio se examina el comportamiento básico de la
gravedad.- Introducción
- La manzana que
cae
La gravedad se extiende por todo el universo,
según Isaac Newton ,
que obtuvo esta idea cuando estaba sentado bajo un manzano .
Newton
entendía el concepto de
inercia de Galileo, sabía que en ausencia de fuerzas
externas los objetos se conservan en movimiento o
en línea recta con rapidez constante . También
sabía que todo cambio en la
rapidez o dirección de un objeto se debe a la
acción de una fuerza
.
Newton había estado
reflexionando acerca del hecho de que la Luna no describe una
trayectoria recta , sino, gira alrededor de la Tierra y
también que , un movimiento
circular es un movimiento acelerado, lo que implica la presencia
de una fuerza ; esta fuerza se desconocía .
Newton tubo la perspicacia de comprender que la fuerza
que actúa entre la Tierra y la
Luna es la misma fuerza que tira de todas la manzanas y de todas
las cosas a la que llamó fuerza de gravedad.
3. La luna que
cae
Este concepto proviene
de Newton , que
comparó la manzana que cae con la Luna . Se dio cuenta que
si la Luna no cayese se movería en una trayectoria recta
alejándose de la Tierra . Su
idea era que la Luna caía alrededor de la Tierra .
Así la Luna cae en el sentido de que , cae por debajo de
línea recta , que describiría si sobre ella no se
ejerciera fuerza alguna .
Newton formuló la hipótesis de que la Luna no era sino un
proyectil girando alrededor de la tierra por acción de la
gravedad . Newton comparó la bala de un
cañón con la Luna ,que al ser disparada, formaba
una trayectoria parabólica y si se disparase con rapidez
suficiente , la bala se movería sobre un círculo,
es decir, en órbita .
Su velocidad
tangencial entre ( componente de velocidad
paralela) es suficiente para garantizar el movimiento alrededor
de la tierra. Esta idea para pasar de hipótesis a
teoría
científica tendría que ser probada, su prueba
consistió en comprobar que la caída de la Luna por
debajo de su trayectoria recta, estaba en proporción
correcta , respecto a la caída de una manzana o de
cualquier objeto que tenga superficie terrestre,.
Newton pensaba que la masa de la Luna no
afectaría su caída , del mismo modo que la masa no
afecte en absoluto la aceleración de los objetos en
caída libre, cerca de la superficie de la tierra. . Se
sabe que la Luna estaba sesenta veces mas lejos del centro de la
tierra, que la de la superficie que una manzana en la superficie
de la Tierra , la fuerza que hace caer a las manzanas de los
árboles es la misma que mantiene la Luna en su
órbita.
Debido a su velocidad tangencial la Tierra cae
constantemente hacia el Sol sin
estrellarse . Los planetas caen
continuamente hacia el sol
describiendo órbitas cerradas (debido a sus velocidades
tangenciales y , si sus velocidades tangenciales se reducen a
acero todos los
planetas se
irían contra el Sol.
5. Ley de
gravitacion universal de newton
Newton descubrió que la gravedad es universal,
los cuerpos se atraen en la que sólo intervienen masa y
distancia.
La ley de
gravitación universal de Newton dice que un objeto atrae a
los demás con una fuerza que es directamente proporcional
a las masas.
La gravedad se ejerce entre dos objetos y depende de la
distancia que separa sus centros de masa.
6. Constante de la
gravitacion universal ( g )
La proporcionalidad de esta ley, podemos expresarla con
una ecuación
El valor de G nos
dice que la fuerza de gravedad es una fuerza muy débil, la
fuerza entre un individuo y la Tierra , se puede medir (peso) ,
pero también, depende de la distancia respecto al centro
de la Tierra. Cuanto mas lejos de la Tierra es menor el peso, por
ser menor la gravedad.
Gravedad y distancia. : ley del inverso del
cuadrado
Se da en casos en que el efecto de una fuente localizada
se extiende de manera uniforme por todo el espacio, la luz
,radiación, el sonido,
etc.,
Cuando una cantidad varía como el inverso del
cuadrado de la distancia, a su origen , decimos que se rige por
una ley del inverso cuadrado; " cuanto mayor sea la distancia a
la de un objeto ,que se encuentra en el centro de la tierra
,menor será su peso , por tener poca gravedad
".
Si un cuerpo pesa 1 N , en la superficie terrestre , el
peso será de 0,25 cuando se aleja dos veces mas de la
Tierra, porque la intensidad de la gravedad se reduce a un cuarto
del valor que
tiene en la superficie, cuando se aleja tres veces pesa
sólo un noveno de su peso en la superficie.
Gravitacion Universal
La tierra se ha atraído a sí misma antes
de solidificarse ( por ello su forma redonda) y también,
los efectos de la rotación hacen que los cuerpos sean un
poco mas anchos por el Ecuador.
Los planetas y el Sol tiran unos de otros, haciendo que
giren y algunos se desvíen de sus órbitas normales,
esta desviación se conoce como perturbación .
(p.ej. uranio, neptuno).
Las perturbaciones de las estrellas dobles y las formas
de las galaxias remotas, son prueba de que la ley de
gravitación es válida , mas allá del
sistema solar.
A distan cias mayores, la gravitación determina el destino
de todo el
Universo.
La TEORIA actual mas aceptada del origen el Universo, dice
que se formó a partir de una bola de fuego hace quince a
veinte mil millones de años ( big bang) . La
explosión puede continuar para siempre o puede detenerse,
debido al efecto de gravitación de toda la
masa.
El universo puede contraerse para volver a convertirse
en una unidad, esto sería la gran implosión ( big
crunch) y después, volver a explotar , formando un nuevo
Universo, (no sabemos si la explosión del Universo es
cíclica o indefinida) .
Las teorías
que han afectado la ciencia y
la civilización son pocas, como la teoría
de la gravedad de Newton .
Las ideas de Newton dieron comienzo a la edad de la
razón o ciclo de las luces. Formulaciones de reglas como F
= G permitieron que otros fenómenos del mundo pudiesen ser
descritos por leyes simples
.
7.Interacción
gravitacional
Newton descubrió que todos los objetos del
Universo se atraen. En este resumen que corresponde al
capítulo trece del título susodicho, se investiga
el efecto de la gravedad en la superficie terrestre ,
océano, atmósfera, agujeros
negros.
Es necesario conocer el concepto de campo
magnético, que es un campo de fuerza que rodea a un
imán, éste a su vez, ejerce una fuerza a los
objetos que están a su lado , siempre y cuando sea una
sustancia magnética.
9. Campo gravitacional de
la tierra
Las líneas de campo representa el campo
gravitacional que rodea a la Tierra, el campo será intenso
cuando las líneas de campo estén mas juntas y
será débil cuando las líneas estén
separadas.
Un cohete es atraído por las Tierra o bien el
cohete inter actúa con el campo gravitacional de la Tierra
, éstas son definiciones iguales.
Si se conoce la masa y el radio de un
planeta cualquiera , se puede calcular el valor correspondiente
de la gravedad, como es en el caso de la Tierra igual a nueve
coma ocho metros por segundo al cuadrado.
10. Campo
gravitacional en el interior de un planeta
Dentro del planeta el campo gravitacional se puede
explicar mejor con un ejemplo de un túnel que cruza de
lado a lado ( norte a sur) de la Tierra. En la superficie, la
aceleración será " G " , pero, se reduce al
acercarse al centro de la tierra, esto se debe a que – al mismo
tiempo – que
la Tierra ejerce una fuerza hacia abajo, la Tierra que queda
arriba también ejerce una fuerza sobre él , y, al
llegar al centro , la aceleración es cero , porque , las
fuerzas se encuentran equilibradas arriba y abajo.
Por lo tanto, el campo gravitacional en el centro de las
Tierra es igual a cero.
Sabemos que la gravedad es una fuerza que provoca
aceleración , pero, nosotros no la sentimos , porque
estamos pegados a la tierra ( peso) .
La sensación del peso es igual a la fuerza que
ejerce sobre el piso. Si el piso acelera hacia arriba o abajo (
ascensor) , el peso puede variar. Cuando nada lo sostiene en
caída libre , sientes que tu peso es cero, según
esto , estás en condiciones de ingravidez pero, esto
solamente es una sensación , al igual que lo sienten los
astronautas.
La ingravidez real sólo se daría lejos y
en el espacio, apartado de otros planetas y estrellas capaces de
atraer.
El peso es igual a la fuerza que ejerce el piso ( o
sobre la balanza)
La ingravidez es la ausencia de una fuerza de soporte,
en el caso de los astronautas , se encuentran sin una fuerza de
soporte , por lo tanto , están en un estado de
ingravidez prolongada.
Desde hace mucho tiempo se
sabía que existía una relación entre las
mareas y la Luna , pero no con exactitud, Newton mostró
que se deben a diferencias de atracción gravitacional de
la Luna sobre caras opuestas de la Tierra.
Esta atracción es mas intensa en la cara de la
Tierra que el lado opuesto que da hacia la Luna ,. Y esto se debe
a la distancia, la cara mas cercana a la Luna presenta una fuerza
mayor y una aceleración mayor hacia la Luna, por lo tanto
, la forma de la tierra es alargada.
La Luna y la Tierra experimentan una aceleración
centrípeta al girar alrededor del centro de masa
común.
La Marea baja se define cuando la tierra da un cuarto de
vuelta. Unas seis horas después , el nivel del agua en el
mismo lugar del océano es alrededor de un metro mas abajo
que el nivel promedio del mar. El agua que no
está ahí, está debajo de los abultamientos
que producen mareas altas en algún otro lugar.
El sol también contribuye en las mareas, pero en
menos de la mitad de las que produce la Luna.
Por mas que el Sol sea ciento ochenta veces mayor que la
Tierra, no produce mareas mayores que la Luna , porque la
diferencia entre la distancia de la parte del Sol que está
mas cerca y la parte que está mas alejada, es menos
significativa.
Las mareas vivas se dan cuando el Sol , la Luna, y la
tierra están alineadas (eclipse) ; pero , no se da
perfectamente, debido a que el plano de la órbita de la
Luna está ligeramente inclinada respecto de la Tierra
alrededor del Sol .
Todos los meses cuando la Tierra esté entre el
Sol y la Luna ( luna llena ) y cuando la Luna esté entre
el Sol y la Tierra ( luna nueva) tendremos mareas
vivas.
Las mareas muertas, ocurren cuando las atracciones del
Sol y de la Luna se ejercen en direcciones perpendiculares, (
media Luna ) . En otro aspecto tenemos que, la inclinación
del eje de la Tierra, hace que las dos mareas altas diarias de un
mismo lugar sean desiguales.
13. Mareas terrestres y
atmosfericas
Las mareas terrestres se dan por las fuerzas de marea
ejercidas por el Sol y la Luna, debido a que, la corteza es
delgada y flexible , sufriendo en la superficie sólida de
la Tierra , un incremento y disminución de veinticinco
centímetros dos veces al día, por eso ocurren
terremotos y
erupciones volcánicas.
Las mareas atmosféricas son pequeñas,
debido a la reducida masa de atmósfera que
tenemos. Estas mareas, se dan en la ionósfera , las mareas
que suceden ahí , alteran el campo magnético que
rodea a la Tierra ( marea magnética ) , éstas a su
vez, regulan en la atmósfera baja, la penetración
de rayos cósmicos. Esta penetración de rayos a la
atmósfera afecta su composición iónica , aue
a su vez produce cambios en los seres vivos.
Devienen de procesos que
se llevan a cabo en las estrellas, específicamente se
trata del Sol, el mismo que de un tiempo a esta parte , es decir
en cinco millones de años , se convertirá
finalmente en una "enana negra" , como consecuencia de su
cesación de calor y
Luz , la misma
que, tendrá una configuración de densidad
comprimida , donde ni siquiera la Luz podrá escapar, a
ello se le denomina agujeros negros. Cabe agregar también
que los agujeros negros no son mas masivos que las estrellas de
la que se forman .
Es posible que el campo gravitacional del los agujeros
negros sea enorme , no alterándose por la
contracción el campo gravitacional de las estrellas mas
cercanas.
Los agujeros negros serán una pesadilla para los
astronautas del futuro, el mejor consejo que nos da este
capítulo es que no se acerquen a ellos , pues la
configuración del campo gravitacional en la vecindad de un
agujero negro representa el colapso del propio
espacio.
Trabajo del cuso de física matemática
trata de las leyes de la
gravitación, por que las cosas caen y demas cosas
relacionadas con la gravedad.
Trabajo enviado y realizado por:
Marco Ludeña
Universidad
Peruana Cayetano Heredia
2 año, facultad de estomatologia
marcolud[arroba]LatinMail.com