Ley de gravitación universal: Fuerzas gravitatorias
Fuerza de la gravedad
La fuerza gravitatoria es una fuerza a distancia, en la que dos cuerpos con masas se atraen entre sí, que afecta a todos los cuerpos del universo.
Ley de gravitación universal
Todo par de cuerpos separados a una distancia r, se atraen entre ellos con una fuerza F directamente proporcional a sus masas (m1, m2) e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia (r)
F=Gr2m1⋅m2
Donde G es la constante de gravitación universal. Su valor es:
G=6,67⋅10−11 Nm2/kg2
Curiosidad: La causa del orden del universo es la fuerza de la gravedad
Ejemplo
Calcula la fuerza con la que atrae la Tierra a la Luna si la Tierra tiene una masa de 5,98⋅1024 kg y la Luna 7,35⋅1022 kg y están separados a una distancia de 3,84⋅105 km.
Datos
| Planteamiento |
G=6,67⋅10−11 Nm2/kg2 M=5,98⋅1024 kg m=7,35⋅1022 kg r=3,84⋅105 km=3,84⋅108 m | Sea la fórmula de la Ley de Gravitación Universal:
F=G r2M⋅m
Entonces:
F=6,67⋅10−11 ⋅ (3,84⋅108)25,98⋅1024⋅7,35⋅1022=1,98⋅1020 N
|
Solución:
La Tierra atrae a la Luna con una fuerza de 1,98⋅1020N
Peso
Es la fuerza con que la Tierra atrae a los cuerpos. Es proporcional a la masa m.
P=m⋅g
Donde g es la aceleración de la gravedad (g=9,8 m/s2)
¡Cuidado! Peso y masa no es lo mismo. La diferencias entre ellos son:
MASA
| PESO
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- Unidad básica
- Invariable
- Se expresa en kg
- Se mide con una balanza
| - Unidad derivada
- Variable (depende de la gravedad)
- Se expresa en N
- Se mide con un dinamómetro
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Ejemplo
Calcula el peso del astronauta de 75 kg en la Tierra y en la Luna.
Datos
| Planteamiento |
m=75 kg gL=1,6 m/s2 gT=9,8 m/s2 | Sea la fórmula del peso:
El peso del astronauta en la Tierra es de:
PT=75⋅9,8=735 N
Y en la Luna de:
PT=75⋅1,6=120 N |
Solución:
El astronauta pesa en la Tierra 735 N y en la Luna 120 N