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LA LEY DE GRAVITACIÓN UNIVERSAL
Las fuerzas o interacciones fundamentales conocidas hasta ahora son cuatro: gravitatoria, electromagnética, nuclear fuerte y nuclear débil.
La Ley de gravitación universal, formulada por Isaac Newton en 1687, describe la atracción gravitatoria entre dos cuerpos masivos. La ley se expresa matemáticamente como:
Donde:
es la fuerza de atracción gravitatoria entre dos cuerpos. (en Newtons: N)
es la constante de gravitación universal, aproximadamente
y son las masas de los dos cuerpos.
es la distancia entre los centros de masa de los dos cuerpos.
El campo gravitacional
El campo gravitacional es una región del espacio en la cual una masa experimenta una fuerza de atracción debido a la presencia de otra masa. Es una manera de describir cómo la gravedad actúa en un entorno determinado, y es una extensión del concepto de la Ley de Gravitación Universal.
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La fuerza gravitacional se ve afectada por la masa de los objetos involucrados y la distancia entre ellos, mientras que la gravedad, en un sentido más amplio, describe cómo la presencia de masa afecta al espacio circundante. Ambos conceptos están intrínsecamente relacionados, y la "gravedad" en general se refiere al efecto de la atracción gravitacional que resulta de la presencia de masa en el espacio.
La gravedad en sí no es un fenómeno que se vea afectado en su propia existencia por la masa, sino que la presencia de masa es precisamente lo que causa la gravedad. La masa de un objeto determina la intensidad del campo gravitacional que genera y, por lo tanto, influye en la fuerza gravitacional que otros objetos experimentan debido a ese campo.
✏ Escribe lo siguiente en tu cuaderno 📖
💫Un objeto con mayor masa genera un campo gravitacional más intenso.
💫La fuerza gravitacional entre dos objetos aumenta si la masa de cualquiera de los objetos aumenta.
En esencia, la gravedad es una propiedad emergente que resulta de la presencia de masa y la interacción de esa masa con el espacio-tiempo (en el marco de la relatividad general). Por lo tanto, la masa siempre tiene un efecto directo en cómo se manifiesta la gravedad.
Practiquemos lo aprendido 📝
1. Calcula la fuerza de atracción gravitacional entre dos esferas de m1 = 5 Kg y m2 = 10 kg separadas por una distancia de 2m.
2. Dos masas de 4x10^13 Kg y 3x10^11 Kg se atraen con una fuerza de 3x10^-5 N. ¿Cuál es la distancia entre ellas?
3. Si la distancia entre dos masas se duplica (2r), ¿qué factor experimenta la fuerza gravitacional original (F)?
4. Una masa de 8 Kg experimenta una fuerza gravitacional de 4x10^-9 N debido a una segunda masa situada a 3 m de distancia. ¿Cuál es el valor de la segunda masa?
5. Estima la fuerza de atracción entre la Tierra m1 = 5,98 x 10^24 Kg y la Luna m2 = 7,35 x 10^22 Kg si la distancia media es r = 3,84 x 10^8 m.
