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LA GRAVITACIÓN
ANTES DE EMPEZAR, UN POCO DE REPASO
Enumerad los diferentes tipos de fuerzas que conocéis
¿Cuáles son las interacciones básicas y su relación con las propiedades de la materia?
¿Qué interés puede tener el estudio de la fuerza gravitatoria?
Mapa conceptual
La posición
de la Tierra
en el
universo
¿A qué puede deberse el peso de los cuerpos sobre la Tierra? ¿Y la fuerza que actúa sobre la Luna para que gire alrededor de la Tierra con un movimiento aproximadamente circular y uniforme?
¿Por qué no suelen relacionarse ambos fenómenos?
¿Cuál es la naturaleza de esta interacción?
Interacción gravitatoria
Newton S. XVII → Fuerza
gravitatoria: actúa sobre
cualquier pareja de objetos
por el hecho de tener masa.
CARACTERÍSTICAS:
• Universal
• Siempre de atracción
• A distancia
• Debida a la masa
• Muy débiles
¿Qué tienen en común el peso de los objetos y la atracción entre la Tierra y el Sol?
Razonad vuestra respuesta.
¿De qué dependerá la fuerza gravitatoria con que
se atraen dos cuerpos?
Masa Distancia¿Cómo pueden influir los factores considerados en
que el valor de dicha fuerza sea más o menos grande?
Ley de Gravitación Universal de Newton
Dos cuerpos de masa m1 y m2, separados por una distancia r, se atraen con una fuerza directamente proporcional al cuadradao de la distancia entre ellos.
G = constante de gravitación universal = 6,67·10-11 N·m2/Kg2
Influencia de la masa de los cuerpos y la
distancia entre ellos en el valor de la
fuerza gravitatoria
gravity-force-lab_es.html
EJERCICIOS
Utilizando la expresión de la ley
de la gravitación universal de
Newton, calculad la fuerza
gravitatoria con que se atraerán
dos objetos de 1Kg de masa cada
uno, separados 1m.
Comentad el resultado obtenido y explicad
el significado físico de la constate de
gravitación universal G.
su valor coincide con la fuerza gravitatoria
con que un astro determinado atrae a un objeto de 1Kg de masa,
siendo característico para cada planeta o astro en general. En la Tierra
es de 9,8 N/Kg (cada Kg de masa situado sobre la superficie de la
Tierra es atraído por ésta con una fuerza de 9,81N, es decir, pesa
9,81N)
su valor coincide con el de
la fuerza gravitatoria con que se atraen dos masas de 1Kg cada una,
separadas por 1m de distancia.
G = constante de gravitación universal →
g = intensidad gravitatoria →
¿qué datos necesitamos?
DATOS:
• Masa de la Tierra: 6·1024Kg
• Radio de la Tierra: 6380 Km
• G= 6,67·10-11 N·m2/Kg2
2r
GMg
De acuerdo con lo anterior...¿Con qué expresión podríamos calcular el peso de cualquier objeto
situado sobre la superficie terrestre?
gmFP ·
Podemos conocer la fuerza peso ejercida sobre un cuerpo situado sobre
la superficie de cualquier astro por el mismo, conociendo el valor de la
intensidad gravitatoria en dicho astro.
Calculad el peso de una persona cuya masa es 60 Kg y que se encuentra sobre la
superficie de la Tierra.
¿Cuánto pesa una persona de 70 Kg en la superficie de la Tierra? ¿Y en la Estación
Espacial Internacional (ISS), a 400 Km de altura?
¿Qué podemos deducir de este ejercicio?
LA MASA DE UN CUERPO NO VARÍA, SU PESO SI PUEDE HACERLO
¿Cómo varía el peso de una persona si se duplica la masa del planeta? ¿Y si se
duplica el radio?
En la siguiente tabla se dan los valores de la intensidad gravitatoria en la superficie
de algunos astros. Calculad lo que pesaría una persona de 60 Kg de masa si pudiera
situarse en la superficie de cada uno de ellos.
Astro Luna Venus Marte Júpiter Neptuno Sol
g (N/Kg) 1,6 8,9 3,7 23,1 11,0 274,0
¿VARÍA LA MASA DE ESA PERSONA?
¿Qué pesa más 1Kg de plomo o 1Kg de paja?
Y si el Kg de paja estuviese en Júpiter y el de plomo en la Luna ¿Cuál pesaría más?
¿Siempre, en cualquier lugar?
LA GRAVITACIÓN EN EL UNIVERSO
Con unos astros orbitando alrededor de otros, se explica la estructura
del universo, cuyo centro ni es la Tierra ni es el Sol.
¿Qué son las manchas luminosas?
GALAXIAS
El Sistema Solar: Una pequeña parte del universo
Las estrellas de una galaxia giran alrededor del centro debido a la fuerzade la gravedad, tal y como hacen los planetas alrededor del Sol.
Las galaxias son agrupaciones de estrellas, gases y polvo. La mayoría no son visibles a simple vista, ya que se
encuentran a millones de años luz de distancia.
Andrómeda: Una galaxia “cercana”
Andrómeda se encuentra a 2.5 millones de años luz de
nosotros y es la galaxia en espiral más cercana. La podemos
localizar en la constelación de Andrómeda..\..\..\..\..\..\..\..\Program Files\Stellarium\stellarium.exe
Sistemas Planetarios
Planetas girando en torno a una estrella.
Sistema Solar:
• Planetas: Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter Saturno, Urano y Neptuno.
• Planetas enanos: Ceres, Plutón, Haumea, Makemake y Eris.
• Cuerpos menores: Ateroides y cometas.
Los satelites artificiales
El movimiento de los satélites alrededor de la Tierra se basa en los
mismos principios que el movimiento de los cuerpos celestes.
¿Qué aplicaciones se
conciben para los satélites
artificiales?
Aplicaciones de los satélites artificiales
El problema de la basura espacial
• Calcular la fuerza con que la Tierra atrae a un cuerpo de 50 Kg situado en su superficie. Masa de la Tierra = 5,95·1024 Kg Radio ecuatorial = 6,378·106m
• Calcula el valor de la aceleración de la gravedad sobre un satélite meteorológico situado a una altura de 500 Km sobre la superficie terrestre. Datos: MT = 5,98·1024
Kg; RT = 6,37·103 Km.
• Calcular la fuerza con que se atraen dos masas de 10 y 300 kg. situadas a una distancia de 50m.
• Calcula el valor de la gravedad en la superficie marciana, sabiendo que la masa del planeta es de 6,4 · 1023 kg, y su radio, de 3 397 km.
