La ley de la gravitación universal o ley de la gravedad, fue desarrollada por el físico inglés Isaac Newton, y establece la fuerza con la que se atraen dos cuerpos por el simple hecho de tener masa.
Newton escribió esta ley en el tercer libro de su obra Principios matemáticos de filosofía natural, titulado ‘‘Sobre el sistema del mundo’’, publicado en 1867. En este libro Newton manifiesta por vez primera una relación proporcional de la fuerza con que se atraen dos objetos con masa.
Este físico dedujo que la fuerza con que se atraen dos cuerpos debía ser proporcional al producto de sus masas dividido por la distancia entre ellos al cuadrado.
Explica que para las grandes distancias que separan dos cuerpos es posible observar que esa fuerza actúa de forma muy aproximada, como si toda la masa de cada uno de los cuerpos estuviese concentrada únicamente en su centro de gravedad. Con esta ley, demostró que la física terrestre y la física celeste son una misma cosa.
La gravedad es un fenómeno natural por el cual los objetos con masa son atraídos entre sí, un efecto mayormente observable en la interacción entre los planetas, galaxias y demás objetos del universo. Esta es una fuerza física que la Tierra ejerce sobre todos los cuerpos hacia su centro. La gravedad está vinculada al peso, que es la fuerza de gravedad que ejerce la masa del planeta sobre todos los objetos que se encuentran dentro de su campo de gravedad.
Fórmula de la Gravedad
Las variables que la componen son:
- Fgrav: Es la fuerza que ejerce la gravedad.
- G: Es la constante de gravitación universal.
- M1: Es la masa del primer objeto.
- M2: Es la masa del segundo objeto.
- D: Es la distancia que existe entre los centros de ambos objetos.
Fórmula: F= G M1 M2 r2
A veces, se utiliza la letra r en lugar de una d. Cualquiera de los dos símbolos representa la distancia entre los dos objetos.
Pasos calcular la fuerza de gravedad entre dos objetos
Utilizar las unidades métricas correspondientes. Las masas de los objetos deben expresarse en kilogramos (kg) y la distancia en metros (m).- Determinar la masa del objeto. En el caso de objetos pequeños, se pesan en una balanza para determinar su peso en kilogramos (kg). Si el objeto es grande, es necesario buscar el valor aproximado de su masa.
- Medir la distancia que existe entre los dos objetos. Si se va a intentar calcular la fuerza de gravedad entre un objeto y la tierra, por ejemplo, es necesario determinar qué tan lejos se encuentra el objeto respecto del centro de la tierra. La distancia desde la superficie de la tierra hacia el centro es de aproximadamente 6,38 x 10.
Ejemplo:
Determinar la fuerza de gravedad que ejerce una persona de 68 kg sobre la superficie de la tierra. La masa de la tierra es de 5,98 x 1024 kg.
m1 = 5,98 x 1024 kg
m2 = 68 kg
G = 6,673 x 10-11 Nm2/kg2
d = 6,38 x 106 m
Entonces:
Fgrav = (Gm1m2)/d2 = [(6,67 x 10-11) x 68 x (5,98 x 1024)]/(6,38 x 106)2
- Multiplicar las masas de los dos objetos: 68 x (5,98 x 1024) = 4,06 x 1026
- Multiplicar el producto de m1 and m2 por la constante de gravitación G: (4,06 x 1026) x (6,67 x 10-11) = 2,708 x 1016
- Elevar al cuadrado la distancia que existe entre los dos objetos: (6,38 x 106)2 = 4,07 x 1013
- Dividir el producto de G x m1 x m2 por la distancia elevada al cuadrado para hallar la fuerza de gravedad en Newtons (N): 2,708 x 1016/4.07 x 1013 = 665 N
La fuerza de gravedad es 665 N.
