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À propos de cette activité

Clase sobre la teoría de la Gravitación Universal

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Diego Hernández
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Clase sobre la teoría de la Gravitación Universal

par Diego Hernández
1

GRAVITACIÓN UNIVERSAL

2

LEYES DE KEPLER

A finales del siglo XVI, el astrónomo danés Tycho Brahe publicó el libro Astronomiae instauratae mechanica (1598) que contenía observaciones sumamente detalladas de los movimientos de los planetas. Es sorprendente que estas observaciones se hayan hecho antes de la invención del telescopio. Brahe diseñó y construyó, con el patrocinio del rey de Dinamarca, instrumentos muy elaborados, como un gran cuadrante de dos metros de radio que tenía una precisión de décimas de segundo.
3

LEYES DE KEPLER

A la muerte del rey, Brahe se trasladó a Praga y ahí tomó a Johannes Kepler (1571-1630) como su asistente.

Brahe y Kepler no se llevaban muy bien, ya que Brahe tenía miedo de que su brillante alumno lo fuera a eclipsar algún día, así que le dio la tarea de entender la órbita de Marte, que era especialmente confusa. Se cree que Brahe le dio este problema a Kepler porque era muy difícil y de esta manera lo mantendría ocupado mientras él trabajaba en su modelo del Sistema Solar. Irónicamente, fueron los datos sobre la órbita de Marte los que le dieron a Kepler la clave para formular las leyes correctas del movimiento de los planetas.

Una de las diferencias entre Brahe y Kepler era que Brahe creía que la Tierra era el centro del Sistema Solar, mientras que Kepler creía en el modelo de Copérnico, con el Sol en el centro.

Después de muchas cavilaciones, Kepler afirmó que las órbitas de los planetas eran elípticas, y no circulares como lo había supuesto Aristóteles y aún se sostenía en el modelo de Copérnico.

La ironía mencionada anteriormente consistió en que las dificultades que ofrecía el estudio de la órbita de Marte se debían a que ésta era precisamente la que tenía la mayor excentricidad de entre todas las órbitas estudiadas por Brahe, es decir, era la que más difería de un círculo.

Kepler estableció sus leyes de manera empírica, pero no pudo demostrarlas, ya que las matemáticas y la física de su tiempo no eran suficientes para ello.

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PRIMERA LEY DE KEPLER

  • La órbita de un planeta alrededor del Sol es una elipse con el Sol en uno de sus focos. Aunque en los textos se muestran las órbitas de los planetas bastante alargadas, en realidad, las órbitas de la mayor parte de los planetas del Sistema Solar son prácticamente circulares. 
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SEGUNDA LEY DE KEPLER

  • La línea que une al planeta con el Sol barre áreas iguales en tiempos iguales. En la figura, las dos áreas sombreadas son iguales, así que el planeta tarda lo mismo para hacer esos recorridos.
6

TERCERA LEY DE KEPLER

7

TERCERA LEY DE KEPLER

  • Tercera ley: El cuadrado del período de un planeta es proporcional al cubo de su distancia media al Sol. P^2=kR^3.

Esta ley relaciona el tiempo que tarda un planeta en dar la vuelta al Sol (su período) con su distancia media al Sol. Así que conociendo una de estas dos cantidades, es posible conocer la otra.

En la siguiente tabla se muestran las distancias de los planetas al Sol (medidas en Unidades Astronómicas) y su período (medido en años terrestres).

Una Unidad Astronómica es la distancia media de la Tierra al Sol y vale aproximadamente 150,000,000 Km.

Puede comprobarse directamente la tercera ley de Kepler con los datos de cualquier planeta, por ejemplo, para Urano,

84^2=7056=19.18^3.
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PESO E INGRAVIDEZ

Se define ingravidez como el estado en el que un cuerpo que tiene un cierto peso, se contrarresta con otra fuerza o se mantiene en caída libre sin sentir los efectos de la atmósfera.

La ingravidez es la experiencia (de personas y objetos) durante lacaida libre. Ésta se experimenta comúnmente en las naves espaciales. La ingravidez representa la sensación de experimentar una fuerza g cero, o peso aparente cero. 

9

CAMPO GRAVITACIONAL

En la Física moderna interpretamos el campo gravitatorio como una alteración de las propiedades del espacio alrededor de los cuerpos.

Esta alteración se mide por medio de la intensidad de campo, definida como la fuerza que experimenta la unidad de masa en un punto del campo. Así la intensidad de la gravedad cerca de la superficie de la Tierra vale aproximadamente 9,8N/kg y es un vector dirigido hacia el centro de la Tierra

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TEORIA DE LA GRAVEDAD DE EINSTEIN

Albert Einstein postuló que la gravedad no es una fuerza sino un efecto del espacio mismo. De acuerdo con Eintein, una masa modifica el espacio que lo rodea. La masa hace que el espacio se curve y los otros cuerpos se aceleren porque se mueven en este espacio curvo.
 
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