La gravedad es la fuerza que une dos cuerpos. Todo lo que tiene materia, es decir, todo lo que se puede tocar, también tiene atracción gravitacional. La gravedad es una de las cuatro fuerzas fundamentales del universo junto con el electromagnetismo y las fuerzas nucleares fuerte y débil.
Aunque es la fuerza más débil, es la más visible. Debido al trabajo de la fuerza gravitacional, las personas pueden caminar sobre la Tierra y los planetas pueden orbitar alrededor del Sol.
El nivel de gravedad de cualquier objeto es proporcional a su masa. Por lo tanto, los objetos con más masa tienen más gravedad. Dado que la Tierra es el objeto más grande y cercano, todos los objetos se sienten atraídos por ella. Por ejemplo, las manzanas caen al suelo y no son atraídas, por ejemplo, a la cabeza de una persona.
Características de la gravedad
La Gravitación de Newton
Cuando se lanza un cuerpo hacia arriba, alcanza cierta altura y luego cae.
La atracción hacia abajo de la tierra sobre el cuerpo disminuye su velocidad en la dirección hacia arriba hasta cero a cierta altura. El cuerpo no puede subir más. Esta es, por tanto, la altura máxima.
El mismo tirón hacia abajo de la tierra sobre el cuerpo lo hace caer hacia abajo desde la altura máxima. Basado en estos hallazgos, Newton postuló su famosa Ley Universal de la Gravitación en 1687.
La ley de gravitación de Newton establece que todo cuerpo en este universo atrae a cualquier otro cuerpo con una fuerza que es directamente proporcional al producto de las masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre sus centros y actúa a lo largo de la línea que los une.
Centro de masa y centro de gravedad
- El punto de un cuerpo donde se supone que está concentrada toda su masa se llama centro de masa. El centro de masa de una esfera o cubo homogéneo debe estar en su centro geométrico.
- Un cuerpo rígido extendido es una distribución continua de masa. Cada partícula o porción del cuerpo experimenta la fuerza de la gravedad.
- El efecto neto de todas estas fuerzas es equivalente al efecto de una sola fuerza actuando a través de un punto llamado centro de gravedad del cuerpo, o se puede decir que un punto en cualquier cuerpo en el que la fuerza de gravedad sobre se puede suponer que la totalidad del cuerpo actúa se llama su centro de gravedad.
- En la superficie de la tierra, o cerca de ella, donde la fuerza de gravedad es constante, el centro de masa también se convierte en el centro de gravedad.
Caída libre
El movimiento de un cuerpo hacia la tierra cuando ninguna otra fuerza, excepto la fuerza de la gravedad, actúa sobre él se denomina caída libre. Así todos los cuerpos en caída libre, más ligeros o más pesados, caen hacia la tierra con la misma aceleración.
Según Galileo Galilei, si no hubiera aire, todos los cuerpos que tuvieran diferentes masas cuando fueran lanzados simultáneamente desde la misma altura tocarían el suelo al mismo tiempo.
Más tarde, Robert Boyle demostró esto experimentalmente. Colocó una moneda y una pluma en un tubo largo de vidrio y eliminó el aire con la ayuda de una bomba de vacío. Cuando se invirtió el tubo, tanto la moneda como la pluma cayeron al fondo del tubo al mismo tiempo. Así, la aceleración producida en todos los cuerpos que caen libremente es la misma y no depende de la masa del cuerpo que cae.
Aceleración debido a la gravedad
La tierra atrae hacia su centro a todos los demás cuerpos que se encuentran cerca o sobre su superficie. El origen de esta fuerza entre la tierra y un cuerpo se debe a la interacción entre sus masas. La fuerza de atracción que ejerce la tierra sobre un cuerpo se denomina atracción gravitatoria o fuerza de gravedad.
Se sabe que cuando la fuerza actúa sobre un cuerpo, produce aceleración. Por lo tanto, un cuerpo bajo el efecto de la atracción gravitacional debe acelerar. La aceleración que se produce en el movimiento de un cuerpo por efecto de la gravedad se denomina aceleración debida a la gravedad
Gravedad y gravitación
Según Newton, la fuerza de atracción gravitatoria entre la luna y la tierra es la responsable de proporcionar la fuerza centrípeta necesaria para que la luna gire alrededor de la tierra. Los términos gravedad y gravitación no son lo mismo. La fuerza de atracción entre dos objetos cualesquiera en virtud de sus masas se llama gravitación (o fuerza gravitatoria).
Por ejemplo, la fuerza de atracción entre dos objetos como libros, mesas, sillas y entre dos cuerpos celestes son ejemplos de gravitación. La fuerza de gravitación ejercida por un enorme cuerpo celeste como la tierra, la luna o el sol, etc., sobre un objeto más pequeño cerca de su superficie se denomina gravedad (o fuerza de gravedad).