Fuerza De Gravedad

La Fuerza de Gravedad, también conocida como Fuerza Gravitacional o Gravitación, es la que ejerce el planeta Tierra para atraer a todos los objetos cercanos a él. Todos los cuerpos del universo son capaces de ejercer esta fuerza, aunque claro, mientras más masa tenga el cuerpo, más grande es la fuerza.

La Fuerza de Gravedad es la que nos mantiene con los pies en el piso, y la que nos hace caer cuando saltamos desde una altura. Si la Fuerza de Gravedad no existiera, estaríamos flotando por el espacio junto con todo lo que no esté fijo a la corteza terrestre.

Gracias a la Fuerza de Gravedad, los planetas se mantienen siempre sobre su órbita, sin alejarse ni acercarse más de lo normal al Sol. La Luna también conserva esa distancia con la Tierra, por cómo interactúan sus Fuerzas de Gravedad.

Un día, el científico inglés Isaac Newton tuvo la idea de que existía esta fuerza, cuando, al estar sentado debajo de un manzano, una de las frutas se desprendió, cayendo al suelo. Esa atracción que había afectado a la manzana, llevándola al suelo, le llamó mucho la atención, y empezó a preguntarse cómo trabajaba.

Comencemos suponiendo que la manzana y el planeta Tierra estuvieran solos en el universo, sin compañía de nada más. Los dos tienen masa, y son capaces de una atracción entre ellos; más intensa por parte de la Tierra. La Fuerza de Gravedad entre ellos se podrá calcular por medio de la ecuación formulada por Newton en 1687, y que es:

En esta ecuación, F(g) es el valor de la Fuerza de Gravedad entre dos cuerpos, m₁ es la masa del primer cuerpo, m₂ la masa del otro, d la distancia entre ellos, y G es una Constante Gravitacional Universal, cuyo valor es:

Se mide la masa en Kilogramos y la distancia en metros; utilizando estas unidades, se logrará determinar la magnitud de la Fuerza en unidades Newton.

La distancia que se tomará en cuenta para este cálculo, es la que hay entre el cuerpo y el centro de la Tierra, por la siguiente razón:

Hay algo llamado Campo Gravitacional, que es como una esfera invisible hecha de Fuerza de Gravedad. Ésta abarca desde el Centro de la Tierra, hasta aún más allá de la atmósfera. Todo lo que se acerque al Campo Gravitacional de la Tierra, será afectado por la Fuerza de Gravedad. Por eso la distancia entre el Centro de la Tierra y el punto del que empieza a caer el objeto, es la que se usa.

Cada cuerpo tiene su propio Campo Gravitacional, que llega a ser imperceptible, mientras menor sea la masa que contenga.

Cuando la Tierra afecta con su Fuerza de Gravedad a un cuerpo que va cayendo, éste se va acelerando, teniendo una caída cada vez más rápida. Esta aceleración fue medida por primera vez alrededor de 1590 por el científico italiano Galileo Galilei. Es igual a 9.81 m/s². Esto significa que, un cuerpo que cae, cada segundo se mueve 9.81 m/s más rápido.

Para la determinación de la Constante Gravitacional G, el químico inglés Henry Cavendish intentó el siguiente experimento:

Empezó con una varilla de 180 centímetros de largo, y puso en cada lado una bola de plomo de 5 centímetros de diámetro. Suspendió la varilla por medio de un fino alambre en su centro.

Después Cavendish puso una bola de plomo de 20 centímetros de diámetro a un lado de una de las más pequeñas, en el extremo de la varilla horizontal. Suspendió otra bola de las grandes en el lado de la otra bola pequeña.

El campo gravitacional de las bolas de plomo más grandes serviría para atraer a las pequeñas, y torcer el alambre para que llegara a una nueva posición. Comparando el principio con las posiciones finales, Cavendish pudo medir la atracción gravitacional entre las esferas de plomo.

Obviamente, Cavendish encerró todo el aparato dentro de una caja y tomó todas las precauciones necesarias para evitar que el alambre se agitara debido a las corrientes de aire. El químico repitió una y otra vez el experimento hasta que estuvo satisfecho de que tenía una buena medición de la Fuerza de Gravedad. Dado que no había problema en medir la masa de las esferas de plomo o las distancias entre las esferas grandes y las pequeñas, ya disponía de los valores necesarios para que en la ecuación de Newton sólo faltara conocer la Constante Gravitacional, la que despejó de la siguiente manera: