IMPORTANT: Si us voleu donar d'alta, escriviu-nos a wiki@matadejonc.cat

La Gravetat i la Caiguda lliure - La llei de la Gravitació universal

De Matawiki
Dreceres ràpides: navegació, cerca

LA GRAVETAT I LA CAIGUDA LLIURE

Poma.jpg

La Gravetat · A la Terra · Caiguda lliure · Història · Curiositats
La llei · La constant · Fonts d'informació · Crèdits


Llei de la Gravitació Universal de Newton

La llei de la gravitació, formulada per primer cop pel matemàtic i físic britànic Isaac Newton el 1684, afirma que l'atracció gravitacional entre dos cossos és directament proporcional al producte de les masses d'ambdós cossos i inversament proporcional al quadrat de la distància entre ells.

La importància d'aquesta llei he estat considerable, ja que ha permès unificar les teories de la caiguda dels cossos i del moviment dels planetes i dels astres, i ha proporcionat així fonaments quantitatius clars a la ciència astronòmica.

La gravitació és el principal fenòmen que comanda l'evolució de la matèria a l'univers. El fenòmen de contracció gravitacional comanda la formació dels estels i de les galàxies i llur evolució.

Matemàticament, aquesta llei es pot escriure:

ffffffffoe5.png

gravetatfs8.png (G=constant gravitació universal)

La llei de la gravitació universal explica les característiques de la força que el Sol fa sobre els planetes per mantenir-los atrapats en les seves trajectòries i constituir, així, el Sistema Solar.

A causa del fet que la constant de gravitació és molt petita, les forces entre dues persones o dos llibres, és a dir, entre dos objectes de massa petita, són petites.

Dins d'aquesta llei les conclusions importants són:

  • Les forces gravitatòries són sempre atractives. El fet de que els planetes descriuen una òrbita tancada al voltant del Sol indica aquest fet. Una força atractiva pot produir també òrbites obertes, però una força repulsiva mai podrà produir òrbites tancades.
  • Tenen un abast infinit. Dos cossos, per molt allunyats que estiguin, experimenten aquesta força.
  • La força assossiada amb l'interacció gravitatòria és central.

Tot i els segles que han passat, avui en dia se segueix utilitzant quotidianament aquesta llei en l'àmbit del moviment de cossos, fins i tot a l'escala del Sistema Solar,encara que estigui desfasada teòricament. Per estudiar un fenomen completament, hem de recórrer a la Relativitat general.

Intensitat del camp gravitatori

Segons les lleis de Newton, tota la força que s'exerceix sobre un cos li produeix una acceleració. En presència d'un camp gravitatori, tot el cos es veu sotmès a la força gravitatòria i l'acceleració que produeix aquesta força o acceleració en cada punt del camp se denomina "intensitat del camp gravitatori o acceleració de la gravetat". Per la superfície de la Terra, l'acceleració de la gravetat es 9.8 m/s2. Aquest valor de g és considerat com a valor de referència i així es parla de nau i vehicles que acceleren a varis g. En virtut del principi de la equivalència, un cos baix, amb una acceleració donada sofreix els mateixos efectes que si estigués sotmès a un camp gravitatori el qual l'acceleració gravitatòria fos la mateixa. Abans, Galileu Galilei pensava que un cos pesat queia més ràpid que un altre que pesés menys. Segons conta un llegenda, Galileu va pujar a la torre inclinada de Pisa i va tirar dos objectes de massa diferent per demostrar que el temps de caiguda lliure era el mateix per ambdós. En realitat, es creu que feia rodar cossos en plans inclinats i així mesurava de manera més precisa l'acceleració.


Relativitat general

Dins del que és la teoria clàssica, Einstein va revisar la teoria newtoniana en la seva teoria de la relativitat general, descrivint l'interacció gravitatòria com una deformació de la geometria de l'espai-temps. Això va ser el final del determinisme. En el context de la teoria de la relativitat general, se defineix com una deformació geomètrica a la curvatura de l'espai per efecte de la massa dels cossos. La deformació geomètrica be caracteritzada per el tensor mètric que satisfà les equacions de camp d'Einstein. La força de la gravetat newtoniana es només un efecte assossiat al fet de que un observador en repòs respecte a la font del camp no és un observador inercial i per tant en intentar aplicar l'equivalent relativista de les llei de Newton mesura forces fictícies donades per els signe de Christoffel de la mètrica de l'espai-temps.

A més, la relativitat general prediu la propagació d'ones gravitatòries. Aquestes ones només es podrien mesurar si les originessin fenòmens violents, com el xoc de dues estelles massives. Aquestes ones detectades de forma indirecta en la variació del període de rotació de pulsars dobles. Per un altre part, les teories actuals apunten a "una unitat de mesura de la gravetat", el gravitó, com partícula que provoca aquesta força, com partícula assossiada al camp gravitatori.

Eines de l'usuari
Espais de noms
Variants
Accions
Navegació
Escola
Imprimeix/exporta
Eines