La gravedad de Newton
La ley del cuadrado inverso propuesta por Newton sugiere que la fuerza de gravedad que actúa entre dos objetos cualesquiera es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia de separación entre los centros de los objetos. Si se modifica la distancia de separación (r), se altera la fuerza de gravedad que actúa entre los objetos. Dado que las dos magnitudes son inversamente proporcionales, el aumento de una de ellas provoca una disminución del valor de la otra. Es decir, un aumento de la distancia de separación provoca una disminución de la fuerza de gravedad y una disminución de la distancia de separación provoca un aumento de la fuerza de gravedad.
Además, el factor por el que cambia la fuerza de gravedad es el cuadrado del factor por el que cambia la distancia de separación. Así, si la distancia de separación se duplica (aumenta en un factor de 2), la fuerza de la gravedad disminuye en un factor de cuatro (2 elevado a la segunda potencia). Y si la distancia de separación (r) se triplica (aumenta en un factor de 3), entonces la fuerza de gravedad disminuye en un factor de nueve (3 elevado a la segunda potencia). Pensar en la relación fuerza-distancia de este modo implica utilizar una relación matemática como guía para pensar en cómo una alteración de una variable afecta a la otra. Las ecuaciones pueden ser algo más que simples recetas para resolver problemas algebraicos; pueden ser “guías para pensar”.
Constante Gm
Como se muestra en la ilustración de un lanzamiento horizontal, la gravedad actúa de la misma manera sobre ambas balas, dándoles la misma aceleración hacia abajo y haciendo que golpeen el suelo al mismo tiempo si la bala se dispara horizontalmente sobre un terreno llano. Las balas disparadas con rifles de alta potencia caen sólo unos centímetros en cientos de metros.
Disparada a dos veces la velocidad del sonido, una bala caerá más de 3 pulgadas en 100 yardas, y a 300 yardas de distancia habrá caído unas 30 pulgadas. Introduzca los números en el cálculo de la caída de la bala para comprobarlo. Los fabricantes de munición contribuyen a este concepto erróneo indicando que la caída de sus proyectiles es sólo la caída extra causada por el arrastre por fricción en comparación con un proyectil ideal sin fricción.
Constante gravitacional de Wikipedia
¿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 gravitatoria. 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 van de lo diminuto a lo inmenso.
La fuerza gravitatoria es relativamente sencilla. Siempre es atractiva y sólo depende de las masas implicadas y de la distancia entre ellas. Enunciada en lenguaje moderno, la ley universal de la gravitación de Newton afirma que cada partícula del universo atrae a todas las demás con una fuerza a lo largo de una línea que las une. La fuerza es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas.
Definición de fuerza de gravedad
“Grande” G es la constante gravitatoria de Newton y da la constante de proporcionalidad en la ley universal de gravitación de Newton que es la base de nuestra comprensión de la gravedad no relativista. La fuerza gravitatoria F entre dos cuerpos de masa m1 y m2 a una distancia R es:
Así, una manzana cae del árbol porque siente la fuerza gravitatoria de la Tierra y, por tanto, está sometida a la “gravedad”. La aceleración g=F/m1 debida a la gravedad en la Tierra puede calcularse sustituyendo la masa y los radios de la Tierra en la ecuación anterior y, por tanto, g= 9,81 m s-2.
