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[AL] Pregunta si alguien conoce la diferencia entre la relatividad especial y la relatividad general. La relatividad especial es una teoría del espacio-tiempo y se aplica a los observadores que se mueven a velocidad constante. La relatividad general es una teoría de la gravedad y se aplica a los observadores que se aceleran. La relatividad general es más amplia e incluye la relatividad especial, que se publicó primero.
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 7.7. 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 una explicación del mecanismo que hacía que siguieran esas trayectorias y no otras.
Segunda ley de Newton
La ley de la gravitación universal de Newton se suele enunciar como que toda partícula atrae a cualquier otra partícula del universo con una fuerza directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre sus centros[nota 1] La publicación de la teoría se ha conocido como la “primera gran unificación”, ya que supuso la unificación de los fenómenos de gravedad previamente descritos en la Tierra con los comportamientos astronómicos conocidos[1][2][3].
Se trata de una ley física general derivada de observaciones empíricas mediante lo que Isaac Newton denominó razonamiento inductivo[4]. Forma parte de la mecánica clásica y fue formulada en la obra de Newton Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (“los Principia”), publicada por primera vez el 5 de julio de 1687. Cuando Newton presentó el Libro 1 del texto inédito en abril de 1686 a la Royal Society, Robert Hooke afirmó que Newton había obtenido de él la ley del cuadrado inverso.
En el lenguaje actual, la ley afirma que toda masa puntual atrae a cualquier otra masa puntual mediante una fuerza que actúa a lo largo de la línea que cruza los dos puntos. La fuerza es proporcional al producto de las dos masas, e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas[5].
La gravedad no es una fuerza
En 1687, Isaac Newton combinó sus observaciones con las teorías de otros científicos sobre la gravedad y la gravitación en una ley científica: la Ley de la Gravitación Universal. Esta ley establece que la masa de un objeto es atraída hacia la masa de otros objetos por una fuerza llamada gravitación.
La fuerza de atracción entre dos masas está definida por la Ecuación de la Gravitación Universal. Aunque la ley y su ecuación fueron eficaces para predecir muchos fenómenos, posteriormente surgieron varias discrepancias en las mediciones astronómicas. No fue hasta 1915 que la Teoría de la Relatividad General de Einstein proporcionó una solución a estas discrepancias.
Científicos y filósofos han realizado desde la antigüedad observaciones sobre la gravedad en la Tierra. En el año 628, el astrónomo indio Brahmagupta reconoció la gravedad como una fuerza de atracción. En la década de 1600, Galileo Galilei, Robert Hooke y Johannes Kepler formularon las leyes de la gravedad cerca de la Tierra.
En 1687, las observaciones de Isaac Newton sobre el movimiento planetario y las mediciones empíricas, le permitieron establecer la Ley de la Gravitación Universal, que fue explicada en la publicación de Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (o simplemente Principia) conjunto de tres libros que establecían sus Leyes del Movimiento, la Ley de la Gravitación Universal y una derivación de las Leyes del Movimiento Planetario de Kepler.
¿Qué dice la ley de la gravitación universal?
Isaac Newton unificó las leyes del movimiento planetario de Johannes Kepler (tratadas en el capítulo 3) con la teoría de la caída de los cuerpos de Galileo Galilei (tratada en el capítulo 4). Newton publicó sus leyes del movimiento y de la gravitación universal en Los principios matemáticos de la filosofía natural, comúnmente conocidos como los Principia, en 1687[1].
La primera ley del movimiento de Newton establece que los objetos continúan moviéndose en un estado de velocidad constante, que puede ser cero, a menos que actúe sobre ellos una fuerza externa. La tendencia de un objeto a resistir un cambio de movimiento se conoce como inercia, y se dice que los objetos que se mueven a velocidad constante están en un marco de referencia inercial.
La segunda ley de Newton muestra cómo se verá afectado un objeto si una fuerza externa actúa sobre él. Esta ley establece que la tasa de cambio de momento de un cuerpo es proporcional a la fuerza resultante que actúa sobre él, y será en la misma dirección. Esto significa,
Aquí, F es la fuerza, Δ puede leerse como ‘cambio en’, p es el momento, t es el tiempo, m es la masa, v es la velocidad y a es la aceleración. Esto muestra que se necesita menos fuerza para empujar algo más ligero, lo que significa que los objetos menos masivos tienen menos inercia. Se necesita más fuerza para empujar algo más pesado, por lo que los objetos más masivos tienen más inercia.
