Física: Gravedad

Fenómenos naturales. Leyes. Fuerza Gravitatoria. Newton. Albert Einstein. Masa. Peso. Cuerpos

  • Enviado por: Miguel Alejandro Diaz Araya
  • Idioma: castellano
  • País: Chile Chile
  • 15 páginas

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Tabla de Contenidos

Tabla de Ilustración

Introducción

La física ha surgido y desarrollado desde los tiempos mas antiguos del hombre, cumpliendo un papel importante en la evolución y en la búsqueda de la conquista de su entorno, ha respondiendo a interrogantes como: ¿Qué nos mantiene unidos a la tierra? que con una simple respuesta nos lleva a una nueva pregunta y así siguiendo este ciclo hemos alcanzado el aprendizaje elevado, tal como lo hizo Isaac Newton, quien respondió a las preguntas: ¿Por qué los fenómenos celestes no guardan relación con los terrestres?, ¿qué hace que la manzana caiga del árbol?, ¿qué hace que la luna siga una órbita circular alrededor de la tierra y esta a su ves con el sol? Interrogantes que lo llevaron a conocer la naturaleza misma de la materia.

Erase una vez, en tierras fértiles muy lejanas una madre está en acto de dar a luz a un niño que viene prematuramente a la tierra, al mismo tiempo se encuentra en debate de vida y muerte el famosísimo investigador y científico Galileo Galilei; un llanto de vida, un grito de dolor, anuncia la vida y el deceso…

El tiempo transcurre deprisa, aún no se aprecia el intelecto presente en el aquel muchacho, la humanidad pronto lo conocerá…

Graduado con una capacidad increíble en el desarrollo por descubrir realidades nuevas, encontrar la explicación a fenómenos desconocidos decide veranear en la granja de sus padres.

Una tarde pasea por el campo lleno de manzanos; después de pensar en la realidad que lo rodea, en el vuelo de las aves, la luz que llega del sol y en otras cosas que en sus tiempos de ocio siempre reflexiona, decide sentarse en las raíces de un manzano a escuchar el sonido del viento, las aves y distraer los pensamientos que lo unen al laboratorio que confeccionó en el subterráneo de su casa. Un leve ronquido anuncia que se ha quedado dormido… el viento sopla fuerte, el árbol mueve sus hojas y frutos al compás del viento, ya no puede sostener una la manzana… ¡cuidado!, ¡cuidado! Golpea directo a la cabeza… tal parece que ha sido algo favorable...

Antes de 1686 se habían recopilado una gran cantidad de datos acerca de los movimientos de la luna y los planetas, si bien aún no se tenía una comprensión clara de las fuerzas que ocasionaban que estos cuerpos celestes se movieran como lo hacen. En ese año, sin embargo, Newton descubrió la clave que reveló los secretos de los cielos…

A continuación conoceremos más de la Física, la clave de las Fuerzas y en especial la fuerza Gravitacional Universal, la Fuerza de Newton.

¿Qué es la Física?

La física es una ciencia que estudia sistemáticamente los fenómenos naturales, tratando de encontrar las leyes básicas que los rigen. Utiliza las matemáticas como su lenguaje y combina estudios teóricos con experimentales para obtener las leyes correctas. Se establece que una ley física es correcta cuando su comprobación da resultados positivos.

La palabra física se deriva del vocablo griego physos, que significa naturaleza. Como todas las ciencias, ésta era inicialmente parte de la filosofía, es decir, formaba parte de la investigación dirigida a entender el mundo a través del análisis cuidadoso. La parte de esta disciplina que explora la condición humana se llama aún filosofía, pero aquélla dedicada al estudio de la naturaleza, inicialmente llamada filosofía natural, se dividió en varias ramas. Una de ellas es la física.

Las leyes físicas establecen relaciones matemáticas entre los elementos de un sistema físico y su carácter de verdad científica tiene rangos de validez que son determinados por la experiencia.

Por ejemplo, la mecánica de Newton es correcta siempre que los objetos a describir se muevan con velocidades muy pequeñas comparadas con la de la luz.

La teoría especial de la relatividad de Einstein es válida para objetos moviéndose a cualquier velocidad, incluso cercanas a la luz, pero deja de serlo cuando las dimensiones espaciales involucradas son tan grandes que el carácter curvo del espacio empieza a manifestarse.

Como resultado de lo anterior, la física es una ciencia en cambio permanente hacia una búsqueda de leyes con rangos de validez cada vez más amplios.

Dentro del rango de validez de un conjunto de leyes físicas, éstas tienen carácter predicativo, es decir, dadas determinadas condiciones experimentales, sabemos de antemano lo que va ocurrir.

Así las teorías físicas tienen repercusiones tecnológicas, por ejemplo, todo el desarrollo que gira en torno a la industria eléctrica descansa en el conocimiento previo de las leyes fundamentales del electromagnetismo, sintetizadas en las ecuaciones de Maxwell.

A la inversa, existen desarrollos tecnológicos con repercusiones en la física, como es el caso del mejoramiento de las bombas de vacío a partir de 1855, lo cual dio lugar a los tubos de vacío para albergar dispositivos en los cuales se produjeron los primeros rayos X y rayos catódicos. Del estudio de estos últimos surgió el descubrimiento del electrón.

En términos sintéticos la física cuenta con tres pilares básicos:

  • La Mecánica Clásica, cuyo propósito es estudiar las leyes que gobiernan el movimiento de los cuerpos.

  • La Electrodinámica Clásica, dedicada al estudio de los fenómenos que involucran cargas electromagnéticas.

  • La Física Cuántica, utilizada para describir el mundo macroscópico bajo la hipótesis de que están formados por cuerpos microscópicos cuyas leyes conocemos.

Sobre estos pilares descansan ramas de la física tan importantes como la teoría del estado sólido, la óptica, la física molecular, la física de altas energías, etc. El edificio de conocimientos es tan amplio que los físicos llegan a entrar en contacto con temas tan distintos como: los organismos vivos o partes de ellos y como la estructura del universo. En el próximo siglo la ciencia física buscará el contacto con problemas provenientes de la química, la biología, la astronomía, las ciencias de la salud, entre otros.

Fuerzas fundamentales del Universo.

Mediante el estudio de la física se ha llegado a reconocer que existen cuatro fuerzas fundamentales conocidas en el Universo, que no se pueden explicar en función de otras básicas. Las fuerzas o interacciones fundamentales conocidas hasta ahora son cuatro, estas son las que hacen que los objetos se muevan hacia otros objetos (atracción) o, en algunos casos, se aparten de ellos (repulsión).

Estas cuatro fuerzas son absolutamente esenciales en el Universo tal como lo conocemos. Sin la labor de éstas fuerzas trabajando como lo hacen, la materia, las estrellas y los planetas no podrían existir, nosotros no podríamos existir.

Analicemos cada una de estas:

  • «Fuerza Electromagnética», afecta a los cuerpos eléctricamente cargados, y es la fuerza involucrada en las transformaciones físicas y químicas de átomos y moléculas, aquella que mantiene unidos los átomos y las moléculas y que, en el interior del átomo, mantiene unidos los electrones cerca del núcleo, tiene dos sentidos (positivo y negativo) y su alcance es infinito.

  • «Fuerza Nuclear Fuerte», ésta mantiene juntas las partículas dentro del núcleo central atómico, y actúa indistintamente entre dos nucleones cualesquiera, protones o neutrones. Esta es la más potente de las cuatro. Cuando dos protones entran en contacto, la fuerza fuerte los acerca, mientras que la fuerza electromagnética los separa. Sin embargo, la fuerza fuerte es más de cien veces superior a la fuerza electromagnética, por lo que los protones permanecen juntos y puede existir el núcleo atómico.

  • «Fuerza Nuclear Débil», es la que permite que algunos núcleos atómicos se separen, ya que los neutrinos son sensibles únicamente a este tipo interacción, produciendo radioactividad, y que hace que el Sol brille. La fuerza débil es la menos potente de estas tres: la fuerza fuerte es cien billones de veces más potente que la fuerza débil.

  • «Fuerza Gravitacional», es la que hace que la Tierra nos mantenga contra su superficie e impida que nos desprendamos de ella; la Tierra también mantiene a la Luna en su órbita, y el Sol mantiene a la Tierra en su órbita. Afecta a todos los cuerpos en un solo sentido y de un alcance infinito. Esto nos puede llevar a suponer que la fuerza gravitacional es superpotente. Pero no es así. La fuerza gravitatoria es con mucho la más débil de las cuatro. La fuerza fuerte es alrededor de diez trillones de cuatrillones más potente que la fuerza gravitacional.

  • Entonces, ¿Por qué tienen tanta influencia los efectos gravitacionales en el Universo?

    La respuesta es que la fuerza fuerte y la fuerza débil tienen un espectro de acción muy corto. Su potencia decae tan rápidamente con la distancia que simplemente no pueden notarse a partir de la billonésima parte de una pulgada. Sólo pueden notarse en el interior del núcleo.

    La fuerza electromagnética y la fuerza gravitacional, sin embargo, poseen un enorme espectro de acción. Su potencia disminuye tan lentamente con la distancia que puede hacerse sentir durante varios años luz. La fuerza electromagnética, no obstante, tiene un efecto de atracción y uno de repulsión, y ambos están equilibrados de manera casi exacta. Por lo tanto, la fuerza electromagnética se hace sentir sólo cuando uno de estos dos efectos, tienen un margen muy pequeño, de modo que puede ser ignorada a grandes distancias.

    Pero la fuerza gravitacional produce sólo una atracción. A pesar de que es tan débil, aumenta con la cantidad de materia (de masa) que existe en el cuerpo. Es raro que dos rocas se atraigan, ya que tienen muy poca masa. Ni siquiera los asteroides tienen mucha gravitación, sin embargo, masas grandes como la Tierra y la Luna se mantienen juntas con mucha potencia. La fuerza gravitacional, terriblemente débil, se concentra en gran cantidad debido a esa gran masa. La fuerza gravitacional del Sol es mucho mayor, y la fuerza gravitacional de toda una galaxia de estrellas es aún más grande. Por lo tanto, es la fuerza gravitacional lo que mantiene al Universo unido.

    La masa que produce la gravedad se llama «masa gravitacional», la cual resiste los cambios en su movimiento. Es fácil golpear una ligera pelota de ping-pong y enviarla a otro lugar, pero una pelota de platino del mismo tamaño y moviéndose a la misma velocidad tendría mucha más masa y sería mucho más difícil golpearle para hacerla pasar al otro lado de la red. Esta resistencia a cambiar el movimiento se llama «inercia», y debido a que aumenta con la masa, hablamos de masa «inerte». Tanto la fuerza gravitacional como el efecto de inercia pueden utilizarse para determinar la masa de un objeto, y siempre parecen proporcionar la misma respuesta.

    Se cree que en el momento en que ocurrió el Big Bang, solo existía una única fuerza. Y después se dividieron en 4: la gravedad, la electromagnética, la nuclear fuerte y la nuclear débil.

    En busca de la revelación de los cielos.

    Antes de Newton, nadie había sospechado que la gravitación es un fenómeno inherente a todos los cuerpos del Universo. Muy por el contrario, durante la Edad Media y aun hasta tiempos de Newton, se aceptaba el dogma de que los fenómenos terrestres y los fenómenos celestes son de naturaleza completamente distinta. La gravitación se interpretaba como una tendencia de los cuerpos a ocupar su "lugar natural", que es el centro de la Tierra. La Tierra era el centro del Universo, alrededor del cual giraban los cuerpos celestes, ajenos a las leyes mundanas y movidos sólo por la voluntad divina. Se pensaba que la órbita de la Luna marcaba la frontera entre la región terrestre y el cielo empíreo donde las leyes de la física conocidas por el hombre dejaban de aplicarse.

    En el siglo XVI, Copérnico propuso un sistema heliocéntrico del mundo según el cual los planetas, incluyendo la Tierra, giraban alrededor del Sol. El modelo de Copérnico describía el movimiento de los astros con gran precisión, pero no ofrecía ningún indicio del mecanismo responsable de ese movimiento.

    La obra de Copérnico fue defendida y promovida apasionadamente por Galileo Galilei. Además de divulgar la hipótesis heliocéntrica, Galileo encontró nuevas evidencias a su favor realizando las primeras observaciones astronómicas con un telescopio; su descubrimiento de cuatro pequeños astros que giran alrededor de Júpiter lo convenció de que la Tierra no es el centro del Universo. Galileo también fue uno de los primeros científicos que estudiaron la caída de los cuerpos, pero es una ironía de la historia el que nunca sospechara la relación entre la gravedad y el movimiento de los cuerpos celestes. Al contrario, creía que los planetas se movían en círculos por razones más estéticas que físicas: “el movimiento circular le parecía perfecto y estable por ser idéntico a sí mismo en cada punto”.1

    Kepler, contemporáneo de Galileo, descubrió que los planetas no se mueven en círculos sino en elipses y que este movimiento no es arbitrario, ya que existen ciertas relaciones entre los periodos de revolución de los planetas y sus distancias al Sol, así como sus velocidades. Kepler plasmó estas relaciones en sus famosas tres leyes que, en resumen, dicen:

    • La forma de la órbita de un planeta es, en general, una elipse. El sol no ocupa el centro de la elipse, sino uno de los puntos interiores de ésta que se llaman focos. Eso quiere decir que, en su camino, un planeta se acerca y se aleja del sol.

    • Cuando el planeta está más cerca del sol se desplaza más rápido que cuando está más lejos

    • Mientras más alejado del sol se encuentre un planeta, más despacio recorre su órbita.

    Las leyes de Kepler son una descripción del movimiento de los planetas. Nos dicen cómo se mueven, pero no por qué se mueven así.

    Una regularidad en el movimiento de los planetas sugería fuertemente la existencia de un fenómeno universal subyacente. El mismo Kepler sospechó que el Sol es el responsable de ese fenómeno; especuló que algún tipo de fuerza emana de este astro y produce el movimiento de los planetas3, pero no llegó a elaborar ninguna teoría plausible al respecto.

    Es justo mencionar que, antes de Newton, el intento más serio que hubo para explicar el movimiento de los planetas se debe al científico inglés Robert Hooke. En 1674, Hooke ya había escrito:

    Sin esa atracción, prosigue Hooke, los cuerpos celestes se moverían en línea recta, pero ese poder gravitacional curva sus trayectorias y los fuerza a moverse en círculos, elipses o alguna otra curva. Así, Hooke intuyó la existencia de una gravitación universal y su relevancia al movimiento de los astros, pero su descripción no pasó de ser puramente cualitativa. Del planteamiento profético de Hooke a un sistema del mundo bien fundamentado y matemáticamente riguroso, hay un largo trecho que sólo un hombre en aquella época podía recorrer.

    Tal era el panorama de la mecánica celeste cuando Newton, alrededor de 1685, decidió atacar el problema del movimiento de los planetas utilizando un poderosísimo formalismo matemático que él mismo había inventado en su juventud —el cálculo diferencial e integral— logró demostrar que las tres leyes de Kepler son consecuencias de una atracción gravitacional entre el Sol y los planetas, y entre todos los cuerpos.

    Antes de descubrirse la relatividad, la gravitación de Newton mostraba efectivamente  pequeñas diferencias con las observaciones astronómicas. Por ejemplo, la órbita de Mercurio, ubicada donde la fuerza de gravedad del Sol es muy intensa, no es exactamente como predice la ecuación de Newton. Mercurio se desplaza 574 seg. de arco respecto del Sol cada 100 años. La teoría de Newton sólo explica 531 seg., lo que falta lo predice la relatividad.

    Entre 1907 y 1915, Albert Einstein formuló una nueva teoría de la gravedad, la Teoría de la relatividad general, basada en la revolucionaria idea de que la gravedad no es una fuerza como las demás, sino una consecuencia de la curvatura del espacio-tiempo. La relatividad general tiene una inspiración muy profunda y sus consecuencias van mucho más allá de simplemente corregir una ecuación. Los agujeros negros y el Big Bang, entre otros, se relacionan con los resultados de la teoría de Einstein.

    La relatividad general también predice que el Universo se encuentra en expansión. Cuando Einstein descubrió esta consecuencia no pudo creérsela. Para evitarlo, modificó las ecuaciones introduciendo un término ajeno a la teoría que detenía esa expansión: la constante cosmológica. Cuando tiempo después el astrónomo Edwin Hubble descubrió la expansión del Universo, Einstein declaró, la introducción de la constante cosmológica ha sido el mayor error de mi vida.5

    Esta teoría trajo consigo una nueva concepción del universo totalmente distinta a la que se tenía hasta ese momento, marcando el comienzo de la cosmología moderna. Este es el legado de Eintein: una nueva visión del mundo, de lo muy pequeño a lo inmensamente grande. Una visión en la que el propio espacio se ha convertido en una tela elastica que se estira y deforma y el decurso del tiempo depende de la velocidad a la que nos movamos.

    Vale la pena subrayar que en la gran mayoría de los casos que conocemos en el Universo las leyes de Newton son mas útiles que las de Einstein, al ser suficientemente correctas y mas sencillas. La teoría de Einstein es necesaria cuando queremos estudiar el comportamiento de objetos extremadamente densos como las estrellas de neutrones o los hoyos negros, así como la expansión del Universo. Incluso hoy en día, nadie dudaría en usar las leyes de Newton para describir el movimiento de la Luna alrededor de la Tierra o la simple caída de una manzana.

    En el siglo XXI, es la teoría de Einstein la que se pone a prueba. Es un problema actual cómo se manifiesta la gravedad en el contexto de las interacciones que afectan a las partículas elementales y eso implica construir una teoría donde la gravitación y la mecánica cuántica sean simultáneamente importantes.

    ¿Cómo Newton descubrió la Fuerza Gravitatoria Universal?

    De acuerdo con la 1ª ley de newton, él sabía que una fuerza neta tenía que estar actuando sobre la luna debido a que sin dicha fuerza el satélite terrestre se movería en una trayectoria de línea recta y no en su órbita casi circular. Newton razonó, a partir de las famosas tres leyes de Kepler, la existencia de una fuerza de atracción entre los planetas y el sol. Concluyó que la misma fuerza de atracción que hace la luna siga su trayectoria también ocasionaba que una manzana caiga al suelo desde un árbol. Escribió:

    Aquella respuesta es la que hoy conocemos como la ley gravitatoria universal, como lo estableciera newton, la fuerza de atracción gravitatoria entre dos cuerpos cualesquiera del Universo es directamente proporcional al producto de las masas de los dos cuerpos que se atraen e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que media entre ellos.7

    El esquema estudiado por Newton es el siguiente:

    Escrita analíticamente tiene por expresión:

    Donde m1 y m2 son las masas de los dos cuerpos que interactuan, r la distancia que los separa entre sus centros y G es la constante de gravitación cuyo valor es 6.67 x 10-11 (Nmts2/kg2)

    Para cuerpos de poca masa, aún a una pequeña distancia entre sí, esta fuerza es muy débil y en la práctica imperceptible. En el caso de los cuerpos celestes (planetas, estrellas, etc.), sus enormes masas hacen que se produzcan las enormes fuerzas que los mantienen a unos cerca de otros, en órbita mutua, o unidos.

    La Ley de la gravedad trajo consigo una duda fundamental sobre la naturaleza del universo. Si todos los cuerpos se atraen entre si ¿cómo es posible que el universo no se colapse? Por lógica todas las estrellas y planetas se atraerían mutuamente para acabar uniéndose en un sólo punto. La explicación que propuso Newton era que el universo era infinito y todas las estrellas estaban repartidas uniformemente en él. De esa manera una estrella sería atraída en todas direcciones con la misma fuerza manteniendo así un equilibrio universal.8

    El estudio de los movimientos de los cuerpos existentes en el Universo ha demostrado que la formulación de Newton es válida en todas partes y, por lo tanto, ha tomado el nombre de Ley de la gravitación universal. También ha sido posible demostrar, por vía analitica, lo que Kepler había establecido de manera empírica: que los planetas recorren órbitas elípticas alrededor del Sol.

    La gravitación es el cemento del Universo. Gracias a ella, un planeta o una estrella mantiene unidas sus partes, los planetas giran alrededor del Sol sin escaparse, y el Sol permanece dentro de la Vía Láctea. Si llegara a desaparecer la fuerza gravitacional, la Tierra se despedazaría, el Sol y todas las estrellas se diluirían en el espacio cósmico y sólo quedaría materia uniformemente distribuida por todo el Universo. Afortunadamente, la gravedad ha permanecido inmutable desde que se formó el Universo y es una propiedad inherente a la materia misma.

    • Campo gravitatorio:

    La Tierra atrae a los objetos que se hallan en su proximidad. Por esta razón los cuerpos caen, la atmósfera y los océanos son retenidos y la Luna se mantiene en su órbita en torno a nuestro planeta. Esta fuerza de atracción también hace que los cuerpos pequeños del espacio, los meteoritos, penetren en la atmósfera y se vean como “estrellas fugaces” y que algunas veces impacten sobre la superficie terrestre produciendo cráteres.

    La Luna, como todos los demás cuerpos, tiene su propio campo gravitatorio, una prueba de la existencia de este campo es la atracción que ejerce la Luna sobre los mares, originando las mareas.

    Los mayores campos gravitatorios del universo los podemos encontrar en las estrellas de neutrones y en los agujeros negros. Una estrella de neutrones puede compactar la masa de nuestro sol en apenas unos pocos kilómetros de diámetro y, al ser tan pequeña y pesada, la fuerza de la gravedad en su superficie llega a ser gigantesca.

    La aceleración que experimenta un cuerpo que se encuentra en un campo gravitatorio la podemos determinar con la siguiente relación:

    Donde G es la constante de gravitación universal, m la masa del cuerpo que provoca la aceleración y r el radio de dicho cuerpo.


    Dicha aceleración tiene valores diferentes dependiendo del cuerpo sobre el que se mida; así, para la Tierra se considera un valor de 9,8 m/s², por tanto, si no consideramos la resistencia del aire, un cuerpo que caiga libremente aumentará cada segundo su velocidad en 9,8 metros por segundo, mientras que el valor que se obtiene para la superficie de la Luna es de tan sólo 1,6 m/s², es decir, unas seis veces menor que el correspondiente a nuestro planeta, y en uno de los planetas gigantes del sistema solar, Júpiter, este valor sería de unos 24,9 m/s².

    • Masa y Peso de los Cuerpos

    Cuando preguntas a un compañero:  ¿Cuánto pesas tu?, realmente le estás preguntando: 

    ¿Con qué intensdad la fuerza de gravedad te atrae hacia el centro de la Tierra?. Es común confundir la masa y el peso de los cuerpos debido a la costumbre de expresar el peso de los cuerpos en gramos y en kilogramos, en este sentido es fundamental definir masa y peso, así como establecer sus diferencias para poder comprender la teoría de la gravitación universal.

    Masa (m), de forma elemental, se define como la cantidad de materia que posee un cuerpo mientras que Newton establece que la masa de un cuerpo es la medida cuantitativa de la inercia de dicho cuerpo, es decir, a mayor masa a éste le corresponde mayor inercia. La unidad de medida de la masa es el kilogramo (kg).

    Peso (p), es la fuerza con que es la Tierra atrae a un cuerpo como acción de la gravedad; así, el peso es una fuerza igual a la masa (m) del cuerpo por la aceleración de la gravedad (g), en consecuencia:

    p = m . g

    Ejemplo:

    Determinar el peso de una persona de masa 55 kilogramos y considerar la aceleración de gravedad terrestre 9.8 (mts2seg—1 ).

    Reemplazando tenemos: P = 55 * 9.8

    Entonces el peso de aquella persona es 539 (Newton).

    En otras palabras, el peso es una fuerza ocasionada por la atracción que ejerce la Tierra sobre los cuerpos que se encuentran en su superficie o en su campo gravitatorio y su unidad dde medida es el Newton (N).

    Diferencia entre masa y peso

    Características de masa

    Características de peso

    Es la cantidad de materia que tiene un cuerpo.

    Es una magnitud escalar.

    Se mide con la balanza.

    Su valor es constante, es decir, independiente de la altitud y latitud.

    Sus unidades de medida son el gramo (g) y el kilogramo (kg).

    Sufre aceleraciones

    Es la fuerza que ocasiona la caída de los cuerpos.

    Es una magnitud vectorial.

    Se mide con el dinamómetro.

    Varía según su posición, es decir, depende de la altitud y latitud.

    Sus unidades de medida en el S.I. son la dina y el Newton.

    Produce aceleraciones.

    Los trabajos de newton no se remontan sólo a la Ley de Gravitación universal, sino que a un amplio sector de las Matemáticas, óptica, instauró la Mecánica Clásica y una serie de investigaciones que publicó en su libro Philosophiae Naturalis Principia Mathematica:

    Newton revolucinó el mundo y las perperstiva de los cientificos de su época, abriendo nuevos conocimientos que en su momento, alrededor de los años 1650-1700, para cualquier investigador era dificultuoso debido a los pocos desarrollos que hoy en dia contamos.

    0

    Esta era la opinión que Newton tenía de sí mismo al fin de su vida. Fue muy respetado, y ningún hombre ha recibido tantos honores y respeto, salvo quizá Einstein. Heredó de sus predecesores, como él bien dice: "si he visto más lejos que los otros hombres es porque me he aupado a hombros de gigantes"10. Los ladrillos necesarios, que supo disponer para erigir la arquitectura de la dinámica y la mecánica celeste, al tiempo que aportaba al cálculo diferencial el impulso vital que le faltaba.

    Después de una larga y atroz enfermedad, Newton murió durante la noche del 20 de marzo de 1727, y fue enterrado en la abadía de Westminster en medio de los grandes hombres de Inglaterra.

    Conclusión.

    La física desde su nacimiento ha experimentado avances notables, se ha ramificado en distintas áreas, ha tenido entre sus filas a hombres extremadamente intelectuales capaces de llevar a la humanidad al desarrollo que hoy en dia vemos, ha encontrado leyes que rigen la naturaleza, ha llevado al hombre a un conocimiento mas alla de las fronteras terrestres, puede mediante una ecuación predecir el futuro, entre otros.

    La física ha ayudado al hombre enormemente en la busqueda de su desarrollo, con ejemplos rutinarios como: la electricidad, la ampolleta, la radio, el telofono, fax, televisores, automoviles, computadores, satelites, temas sobre óptica, luz, ondas, fluidos, etc., pero todos estos avances no surgen de la nada, sino que de mentes brillantes que han sabido buscar explicaciones a sus preguntas y a la humanidad; sin duda los grandes físicos serán recordados por siempre, como por ejemplo: Galileo Galile, Johannes Kepler, Isacc Newton, Albert Einstein, entre otros.

    Los fisicos recien nombrados tienen algo en común, todos ellos buscaron descubrir las leyes que rigen la naturaleza del mundo celeste, aportando cada uno de ellos, de manera significatifa, un grano de arena para descubrir la inmensidad del universo y su respuesta frente a sus razonamientos, que llevaron a la humanidad a conocer la realidad de aquel cielo que nos acompañó desde que el primer homo sapiens sapiens piso la fas de este mundo.

    Cave subrayar el ingenioso físico ingeles Isaac Newton, ya que sus estudios fueron importantisimos para el mundo, desde la creación en su juventud del calculo de integrales y derivadas, hasta la ley de la gravitación universal pasando por los tres principios de la mecánica, estudios en óptica, cración del telescopio de reflexión, cambió, en gran parte, la forma en que el ser humano enfrentó la naturaleza del siglo XVIII y XIX.

    Su famosa ley de la gravedad universal ha sido bien utilizada por el hombre en los cuatro siglos que han pasado desde que fue formula, permitiendo que existan progresos enormes en materia espacial, ya sea poniendo en órbita objetos con fines cívico-militares o bien realizando investigaciones en el espacio.

    Esta ley la podemos sintetizar en los siguientes puntos:

    • Todos los cuerpos del universo experimentan fuera de atracción gravitatoria.

    • Cuanto mayor sea la masa del cuerpo, mas intensa es esta fuerza.

    • Cuanto mas lejos estén situados los cuerpos que interactúan, la fuerza será menor.

    • Si los cuerpos tienden a tener muy poca masa, la fuerza tiende a ser ignorada.

    • La fuerza gravitatoria que se ejercen dos cuerpos es completamente igual, pero en sentido opuesto.

    Sin lugar a dudas esta ley y todas las referidas al mundo celeste, han llevado al hombre a interesarse mucho más por la conquista espacial, ya que el inmenso universo queda al descubierto por los razonamientos bien fundados de hombres como: Isaac Newton y Albert Einstein, entre otros. Y así, entre el espacio-tiempo, buscar nuevas civilizaciones o formas de vida, estructurar futuras colonias y dejar el vestigio de que existió una civilización capaz de superar sus miedos y limitaciones para abrirse camino en la conquista de lo desconocido.

    Citas Bibliograficas.

  • ICARITO. LEY DE GRAVITACIÓN UNIVERSAL. <http://icarito.latercera.cl/enc_virtual/fisica/leyes/ley_gravitacion.htm>

  • [Consulta: 23 de julio 2005].

  • CORRIENTES COSMOLOGICAS. Kepler, Johannes.

  • <http://www.luventicus.org/articulos/03C001/kepler.html>

    [Consulta: 23 de julio 2005].

  • ASTRONOMÍA MODERNA. Las leyes de Kepler.

  • <http://feinstein.com.ar/LasleyesdeKepler.html>

    [Consulta: 24 de julio 2005].

    4. SERWAY, Raymond. Física, 4ª ed. Estados Unidos, Mc Graw Hill, 1995. 391-499 p.

  • LEYES Y TEORIAS. Isaac Newton y la ley de la gravitación universal.

  • <http://www.astromia.com/astronomia/gravita.htm>

    [Consulta: 29 de julio 2005]

    6. ISAAC NEWTON. Gravitación Universal.

    <http://redescolar.ilce.edu.mx/redescolar/act_permanentes/conciencia/fisica/newton/nw8.htm>

    [Consulta: 30 de julio 2005]

    7. ISAAC NEWTON. Gravitación Universal.

    <http://redescolar.ilce.edu.mx/redescolar/act_permanentes/conciencia/fisica/newton/nw8.htm>

    [Consulta: 30 de julio 2005]

    8. NEWTON Y LA LEY DE GRAVITACIÓN UNIVERSAL.

    <http://www.inaoep.mx/~rincon/newton.html>

    [Consulta: 31 de julio 2005]

    9. SIR ISAAC NEWTON.

    <http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd97/Biografias/03-1-b-newton.html>

    [Consulta: 1 de agosto 2005]

    10. SIR ISAAC NEWTON.

    <http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd97/Biografias/03-1-b-newton.html>

    [Consulta: 1 de agosto 2005]

    Bibliografía.

    http://www.xtec.es/~rmolins1/textos/es/gravedad.htm

    http://www.astromia.com/astronomia/fuerzasfundamentales.htm

    http://www.astromia.com/astronomia/gravita.htm

    http://www.ciencia-ficcion.com/glosario/l/leygrav.htm

    http://icarito.latercera.cl/enc_virtual/fisica/leyes/ley_gravitacion.htm

    http://www.monografias.com/trabajos5/graviuni/graviuni.shtml

    http://www.deguate.com/cgi-bin/infocentros/educacion/print.pl?article=264

    http://www.astrocosmo.cl/biografi/b-i_newton.htm

    http://redescolar.ilce.edu.mx/redescolar/act_permanentes/conciencia/fisica/newton/nw8.htm

    http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd97/Biografias/03-1-b-newton.html

    http://es.wikipedia.org/wiki/Philosophiae_Naturalis_Principia_Mathematica

    http://html.rincondelvago.com/ley-gravitacion-universal.html

    SERWAY, Raymond. Física, 4ª ed. Estados Unidos, Mc Graw Hill, 1995. 391-499 p.

    http://www.puc.cl/ru/83/dossier_2.html (revista universitaria)

    Deduje que las fuerzas que mantienen a los planetas en sus órbitas deben estar en relación recíproca con los cuadrados de sus distancias a partir de los centros alrededor de los cuales giran; así, al comparar la fuerza necesaria para mantener a la Luna en su órbita con la fuerza de gravedad en la superficie de la Tierra, encontré una respuesta muy hermosa.6

    Fg 1/2

    Fg 2/1

    m2

    m1

    Introducción

    ¿Qué es la Física?

    Fuerzas fundamentales del Universo.

    En busca de la revelación de los cielos.

    ¿Cómo Newton descubrió la Fuerza Gravitatoria Universal?

    Campo gravitatorio

    Masa y peso de los cuerpos

    Conclusión

    Citas bibliograficas

    Bibliografía

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    Newton al pie de un manzano.

    Organigrama de las fuerzas.

    Galileo Galilei

    Johannes Kepler.

    Isacc Newton

    Albert Einstein.

    Esquema de interacción entre dos cuerpos.

    Diferencia entre masa y peso

    Philosophiae Naturalis Principia Mathematica

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    Organigrama de las fuerzas.

    En teoría cualquier interacción de materia en el universo se puede explicar en base a estas cuatro fuerzas. El problema es que no existe una teoría que explique el funcionamiento de todas las fuerzas, ese es el mayor reto de la física actual.

    Kepler (1571-1630)

    “Medí los cielos, y ahora las sombras mido, En el cielo brilló el espíritu, En la tierra descansa el cuerpo.”2 epitafio que compuso para su lápida.

    Todos los cuerpos celestes ejercen una atracción o poder gravitacional hacia sus centros, por lo que atraen, no sólo, sus propias partes evitando que se escapen de ellos, como vemos que lo hace la Tierra, sino también atraen todos los cuerpos celestes que se encuentran dentro de sus esferas de actividad.4

    Fig.3.

    Galileo Galilei (1564-1642).

    Aunque realizó importantes estudios sobre la caída de los cuerpos en la tierra y en el vacio no llegó a la conclusión de que existe una fuerza que provoca dicho efecto.

    Fig.1.

    Newton (1642-1727)

    Los trabajos de newton transformaron la ciencia al mostrar que leyes matemáticas simples gobiernan el comportamiento de la naturaleza.

    Fig.4.

    Fig.6.

    Fig.5.

    Albert Einstein (1879-1955).

    Los trabajos de Einstein nos mostraron el verdadero rostro de un cosmos que hasta entonces se había ocultado a nuestros ojos

    Fig.2.

    Fig.8.

    Fig.7.

    Esquema de interacción entre dos cuerpos.

    Actua una fuerza de atracción , Fg2/1 es la fuerza que ejerce m2 sobre m1 y Fg1/2 es la fuerza que ejerce m1 sobre m2 , éstas dos fuerzas tiene la siguiente relación:

    Fg2/1 = - Fg1/2

    No sé cómo puedo ser visto por el mundo, pero en mi opinión, me he comportado como un niño que juega al borde del mar, y que se divierte buscando de vez en cuando una piedra más pulida y una concha más bonita de lo normal, mientras que el gran océano de la verdad se exponía ante mí completamente desconocido.9

    Philosophiae Naturalis Principia Mathematica,

    primera edición data de 1687; Esta obra marcó un punto de inflexión en la historia de la ciencia.

    Los tres libros de esta obra contienen los fundamentos de la física y la astronomía escritos en el lenguaje de la geometría pura.

    Newton al pie de un manzano.

    Al ver caer una manzana se dio cuenta de que el movimiento de los cuerpos celestes es regido por la misma fuerza que atrae una manzana al suelo: la fuerza de gravedad

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