Quan s'estudia un curs escolar de física, un tema important de la secció de mecànica és la llei de la gravitació universal. En aquest article, analitzarem més de prop què és i amb quina fórmula matemàtica es descriu, i també donarem exemples de la força de la gravetat en la vida humana quotidiana i a escala còsmica.
Qui va descobrir la llei de la gravetat
Abans de donar exemples de la força de la gravetat, descriurem breument a qui se li atribueix el descobriment.
Des de l'antiguitat, la gent ha observat les estrelles i els planetes i sabia que es mouen al llarg de determinades trajectòries. A més, qualsevol persona que no tingués coneixements especials entenia que per molt lluny i alt que llençava una pedra o un altre objecte, sempre queia a terra. Però cap de les persones ni tan sols va endevinar que els processos a la Terra i els cossos celestes estan controlats per la mateixa llei natural.
L'any 1687, Sir Isaac Newton va publicar un treball científic en el qual va descriure per primera vegada les matemàtiquesformulació de la llei de la gravitació universal. Per descomptat, Newton no va arribar de manera independent a aquesta formulació, que va reconèixer personalment. Va utilitzar algunes de les idees dels seus contemporanis (per exemple, l'existència d'una proporcionalitat inversa al quadrat de la distància de la força d'atracció entre cossos), així com l'experiència experimental acumulada sobre les trajectòries dels planetes (els tres de Kepler). lleis). El geni de Newton es va mostrar en el fet que després d'analitzar tota l'experiència disponible, el científic va ser capaç de formular-la en forma d'una teoria coherent i pràcticament aplicable.
Fórmula de gravetat
La llei de la gravitació universal es pot formular breument de la següent manera: entre tots els cossos de l'Univers hi ha una força d'atracció, que és inversament proporcional al quadrat de la distància entre els seus centres de massa i directament proporcional al producte. de les masses dels mateixos cossos. Per a dos cossos amb masses m1 i m2, que es troben a una distància r l'un de l' altre, la llei objecte d'estudi s'escriurà com:
F=Gm1m2/r2.
Aquí G és la constant de la gravetat.
La força d'atracció es pot calcular mitjançant aquesta fórmula en tots els casos, si les distàncies entre els cossos són prou grans en comparació amb les seves mides. En cas contrari, i també en condicions de forta gravitació prop d'objectes espacials massius (estrelles de neutrons, forats negres), s'hauria d'utilitzar la teoria de la relativitat desenvolupada per Einstein. Aquest últim considera la gravetat com el resultat d'una distorsió de l'espai-temps. En la llei clàssica de NewtonLa gravetat és el resultat de la interacció dels cossos amb algun camp d'energia, com ara camps elèctrics o magnètics.
La manifestació de la gravetat: exemples de la vida quotidiana
En primer lloc, com a exemples com aquests podem anomenar qualsevol cossos que cauen des d'una determinada alçada. Per exemple, una fulla o la famosa poma d'un arbre, una pedra que cau, gotes de pluja, esllavissades de muntanya i esllavissades. En tots aquests casos, els cossos tendeixen al centre del nostre planeta.
En segon lloc, quan un professor demana als alumnes que "donin exemples de gravetat", també haurien de recordar que tots els cossos tenen pes. Quan el telèfon està a la taula o quan es pesa una persona a la balança, en aquests casos el cos pressiona el suport. El pes corporal és un exemple viu de la manifestació de la força de la gravetat que, juntament amb la reacció del suport, forma un parell de forces que s'equilibren entre elles.
Si la fórmula del paràgraf anterior s'utilitza per a condicions terrestres (substituïu-hi la massa del planeta i el seu radi), es pot obtenir l'expressió següent:
F=mg
És el que s'utilitza per resoldre problemes amb gravetat. Aquí g és l'acceleració donada a tots els cossos, independentment de la seva massa, en caiguda lliure. Si no hi hagués resistència de l'aire, una pedra pesada i una ploma lleugera caurien al mateix temps des de la mateixa alçada.
Gravetat a l'univers
Tothom sap que la Terra, juntament amb altres planetes, gira al voltant del Sol. Al seu torn, el Sol, en estar-hiun dels braços de la galàxia espiral, la Via Làctia, gira juntament amb centenars de milions d'estrelles al voltant del seu centre. Les mateixes galàxies també s'apropen entre elles en els anomenats cúmuls locals. Si tornem a una escala, hauríem de recordar els satèl·lits que giren al voltant dels seus planetes, els asteroides que cauen sobre aquests planetes o passen volant. Tots aquests casos es poden recordar si el professor pregunta als alumnes: "Doneu exemples de la força de la gravetat".
Tingueu en compte que en les últimes dècades s'ha posat en dubte la qüestió de la força principal a escala còsmica. A l'espai local, és sens dubte la força de la gravetat. Tanmateix, tenint en compte el problema a nivell de la galàxia, entra en joc una altra força, encara desconeguda, associada a la matèria fosca. Aquest últim es manifesta com a antigravetat.
