Ley de gravitación universal

Ley de gravitación universal

Qué afirma

La ley de gravitación universal dice que dos cuerpos con masa se atraen. La fuerza va por la línea que une sus centros. Vale para una manzana, para la Luna y para un satélite. Cambia el tamaño de la fuerza, no la idea.

No es una de las tres leyes del movimiento. Esas explican cómo una fuerza ya presente cambia el movimiento. Esta explica la atracción entre las masas. En II Medio se usa, junto con las leyes de Kepler, para entender las mareas, el sistema solar y el camino de un satélite. Ese objetivo está en el Currículum Nacional. Las tres leyes del movimiento están en Leyes de Newton.

De qué depende la fuerza

La fuerza crece si crece alguna de las dos masas. Baja si los centros se alejan. No baja un poco: si la distancia se duplica, la fuerza queda en la cuarta parte. Si se triplica, queda en la novena parte. Por eso es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia.

La atracción se reparte sobre una superficie que crece con el cuadrado de la distancia. A doble distancia, esa superficie es cuatro veces mayor, y a cada punto le toca la cuarta parte de la fuerza.

Se escribe F = G × m1 × m2 / r². F es la fuerza, en newton. m1 y m2 son las masas. r es la distancia entre los centros, en metros, no entre las superficies. G es una constante muy pequeña y es la misma para todos los cuerpos.

Mareas y órbitas

La Luna atrae el agua del mar. El agua que queda más cerca de la Luna siente esa atracción con más fuerza que el centro de la Tierra, y se levanta. Ese desnivel es una marea. Sin esa diferencia de distancia no habría marea por la Luna.

Un satélite no se queda arriba porque no pese. La Tierra lo atrae todo el tiempo, también si pasa sobre Chile. Como además se mueve de lado, no cae en línea recta: la trayectoria se curva y queda en órbita. La misma atracción sostiene a la Luna alrededor de la Tierra y a los planetas alrededor del Sol. Si esa fuerza desapareciera, cada uno seguiría en línea recta.

Un cálculo

Dos masas se atraen con 36 N cuando sus centros están a 2 m. Si las masas no cambian y la distancia pasa a 4 m, la distancia se duplicó. La fuerza queda en la cuarta parte: 36 ÷ 4 = 9 N. Si la distancia pasara a 6 m, sería el triple, y la fuerza quedaría en 36 ÷ 9 = 4 N.

Ese cálculo muestra la ley. No es un peso medido en la calle. En la calle, tu peso es la atracción de la Tierra sobre ti, y la distancia que importa es la que va del centro del planeta a tu centro, no la que va del suelo a tus pies.