Ley de Gravitación Universal
Es una ley de la física que describe la interacción gravitatoria entre dos o más cuerpos, esta ley fue formulada por Isaac Newton y publicada en 1687, en esa fórmula se dio la primera relación cuantitativa. Newton dijo que la fuerza entre dos masas varía solamente por el valor da la masa de cada una de ellas. Con la famosa leyenda de que Newton se empezó a preguntar acerca de la gravedad cuando vio caer una manzana dio inicio a su razonamiento de cómo objetos como esa manzana pueden acelerar hacia la tierra. La fórmula de la Ley de Gravitación Universal es la siguiente:
En la cual:
· F: es la fuerza que existe entre las masas
· G: es la constante de gravitación universal
· r: es la distancia entre las dos masas
· m: es el valor de la masa del cuerpo
En la fórmula anterior se aprecia cómo se puede describir la fuerza que existe entre 2 masas y como entre más masa tengan ellos mayor será la fuerza que exista entre ellos, pero que pasaría si no solamente se toman en cuenta 2 masas, ¿qué sucede si son más de dos?, la fuerza gravitatoria resultante que se efectúa sobre una masa por dos o más masas se calcula mediante el resultante de las fuerzas que se ejercen sobre ella, esta fuerza gravitatoria resultante se da mediante el siguiente principio:
F⃗ 1=F⃗ 2,1+F⃗ 3,1+…+F⃗ n,1
Fuerza Gravitatoria Resultante
“Las tres partículas de la figura interaccionan entre sí a través de la fuerza gravitatoria. Cada una de ellas experimenta un par de fuerzas, debido a las otras dos partículas, y a su vez genera una fuerza sobre cada una de ellas” FisicaLab (Ley de Gravitación Universal).
Aunque la Ley de Gravitación Universal explica una gran variedad de fuerzas esta posee una serie problemas o limitaciones:
· La teoría de Newton aplica para todos los planetas del sistema solar excepto para Mercurio ya que este se encuentra muy cercano al sol, un cuerpo que debería de generar un desajuste en Mercurio.
· De acuerdo con la visión de Newton de la gravedad esta se produce entre cuerpos que contengan masa, pero se ha visto como la luz también se curva por el efecto de la gravedad de otro cuerpo mayor, y se llegó a observar como el uso de la Ley de Gravitación Universal no presentaba la desviación correcta.
· La velocidad de rotación de las galaxias es otro problema que no se ve resuelto con la Ley de Gravitación, lo que conlleva al problema de la materia oscura.
Para deducir la ley de la Gravedad se puede considerar la órbita que realiza la tierra alrededor del sol y como necesita de una fuerza centrípeta para que realice este movimiento circular. Debido al principio acción reacción estas fuerzas actúan pares:
“Para determinar la intensidad del campo
gravitatorio asociado a un cuerpo con un radio y una masa determinados, se
establece la aceleración con la que cae un cuerpo de prueba (de radio y masa
unidad) en el seno de dicho campo. Mediante la aplicación de la segunda ley de
Newton tomando los valores de la fuerza de la gravedad y una masa conocida, se
puede obtener la aceleración de la gravedad. Dicha aceleración tiene valores
diferentes dependiendo del cuerpo sobre el que se mida; así, para la Tierra se
considera un valor de 9,8 m/s² (que equivalen a 9,8 N/kg), mientras que el
valor que se obtiene para la superficie de la Luna es de tan sólo 1,6 m/s², es
decir, unas seis veces menor que el correspondiente a nuestro planeta, y en uno
de los planetas gigantes del sistema solar, Júpiter, este valor sería de unos
24,9 m/s².” (AstroMía, 5to párrafo)
En la anterior cita se explica cómo es
esencial tomar en cuenta la variabilidad que existe en la aceleración
dependiendo del planeta en el que se encuentre, ya sea que nos encontremos en
la tierra en la cual la aceleración de la gravedad es de 9,8 m/s² o estemos en Júpiter en el cuál la aceleración
es de 24,9 m/s². En la cual no necesariamente se utiliza la fórmula:
Pero sí se aplica la ley de Gravitación Universal para utilizar la
gravedad misma como en el caso de usar una fórmula que incluya la gravedad y
más simple:
