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La ley de la gravedad y newton
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La ley de la gravedad y newton

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  1. LA LEY DE LA GRAVEDAD Y NEWTONLa gravitación es la fuerza de atracción mutua que experimentan los cuerpos por elhecho de tener una masa determinada. La existencia de dicha fuerza fue establecidapor el matemático y físico inglés Isaac Newton en el s. XVII, quien, además,desarrolló para su formulación el llamado cálculo de fluxiones (lo que en laactualidad se conoce como cálculo integral).Isaac Newton nació el 25 de diciembre de 1642, en Woolsthorpe, Lincolnshire.Cuando tenía tres años, su madre viuda se volvió a casar y lo dejó al cuidado de suabuela. Al enviudar por segunda vez, decidió enviarlo a una escuela primaria enGrantham. En el verano de 1661 ingresó en el Trinity College de la Universidad deCambridge, donde recibió su título de profesor.Durante esa época se dedicó al estudio e investigación de los últimos avances enmatemáticas y a la filosofía natural. Casi inmediatamente realizó descubrimientosfundamentales que le fueron de gran utilidad en su carrera científica. Tambiénresolvió cuestiones relativas a la luz y la óptica, formuló las leyes del movimiento ydedujo a partir de ellas la ley de la gravitación universal.La ley formulada por Newton y que recibe el nombre de ley de la gravitaciónuniversal, afirma que la fuerza de atracción que experimentan dos cuerpos dotadosde masa es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamenteproporcional al cuadrado de la distancia que los separa (ley de la inversa delcuadrado de la distancia). La ley incluye una constante de proporcionalidad (G) querecibe el nombre de constante de la gravitación universal y cuyo valor, determinadomediante experimentos muy precisos, es de:6,670.10-11Nm²/kg².Para determinar la intensidad del campo gravitatorio asociado a un cuerpo con unradio y una masa determinados, se establece la aceleración con la que cae uncuerpo de prueba (de radio y masa unidad) en el seno de dicho campo. Mediante laaplicación de la segunda ley de Newton tomando los valores de la fuerza de lagravedad y una masa conocida, se puede obtener la aceleración de la gravedad.Dicha aceleración tiene valores diferentes dependiendo del cuerpo sobre el que semida; así, para la Tierra se considera un valor de 9,8 m/s² (que equivalen a 9,8 N/kg),mientras que el valor que se obtiene para la superficie de la Luna es de tan sólo 1,6m/s², es decir, unas seis veces menor que el correspondiente a nuestro planeta, yen uno de los planetas gigantes del sistema solar, Júpiter, este valor sería de unos24,9 m/s².
  2. En un sistema aislado formado por dos cuerpos, uno de los cuales gira alrededordel otro, teniendo el primero una masa mucho menor que el segundo ydescribiendo una órbita estable y circular en torno al cuerpo que ocupa el centro, lafuerza centrífuga tiene un valor igual al de la centrípeta debido a la existencia de lagravitación universal.A partir de consideraciones como ésta es posible deducir una de las leyes deKepler (la tercera), que relaciona el radio de la órbita que describe un cuerpoalrededor de otro central, con el tiempo que tarda en barrer el área que dicha órbitaencierra, y que afirma que el tiempo es proporcional a 3/2 del radio. Este resultadoes de aplicación universal y se cumple asimismo para las órbitas elípticas, de lascuales la órbita circular es un caso particular en el que los semiejes mayor y menorson iguales. CAIDA LIBRE DE LOS CUERPOSINTRODUCCION.Para entender el concepto de caída libre de los cuerpos, veremos el siguienteejemplo: Si dejamos caer una pelota de hule macizo y una hoja de papel, al mismotiempo y de la misma altura, observaremos que la pelota llega primero al suelo.Pero, si arrugamos la hoja de papel y realizamos de nuevo el experimentoobservaremos que los tiempos de caída son casi iguales.Trayectoria. Es la sucesión de puntos por los que pasó el móvil en su recorrido y suvalor en el Sistema Internacional es esa distancia, medida sobre la trayectoria, enmetro.Posición. Supuestos unos ejes de coordenadas en el punto de lanzamiento, sellama posición a la ordenada (coordenada en el eje y) que ocupa en cada instante elmóvil.Desplazamiento. Restando de la ordenada de la posición la ordenada del origentenemos el desplazamiento. Se representa por un vector con todas lascaracterísticas del mismo: modulo, dirección, sentido, punto de aplicación.La caída libre de los cuerpos fue estudiada a través de los años por diferentecientíficos los cuales buscaban a través de sus investigaciones identificar todas lascausas que este producía; entre los investigadores se encuentran Albert Einstein,Leonardo Da Vinci, Isaac Newton, Galileo Galilei, Nicolás Copernico.
  3. Isaac NewtonEn la primera, con el cálculo de de fluxiones; en la segunda, con el desarrollo y lasistematización de la llamada mecánica clásica, basada en la teoría de lagravitación universal por él enunciada, además de diversas contribuciones en elcampo de la óptica (teoría corpuscular de la luz y leyes de reflexión y refracción deésta). En 1679 reanudó sus estudios de dinámica (abandonados en 1666) y enuncióproposiciones sobre las leyes de Kepler. La teoría newtoniana que se extendió yafianzó con los aportes de pensadores como M de Mauperius, Voltaire, etc., gozó dereconocimiento universal hasta los trabajos de Mach, Lorentz, Poincaré y Einsteinque culminaron con el enunciado de la teoría de la relatividad, la cual destruyó losconceptos de espacio tiempo absolutos e incluyó el sistema newtoniano como uncaso particular.Galileo GalileiSu análisis de la física aristotélica le permitió demostrar la falsedad del postuladosegún el cual la aceleración de la caída de los cuerpos, en caída libre, eraproporcional a su peso, y conjeturó que en el vacío todos los cuerpos caen conigual velocidad. Demostró también que la distancia recorrida por un móvil en caídalibre es inversamente proporcional al cuadrado del tiempo. Limitado por laimposibilidad de medir tiempos cortos y con la intención de disminuir los efectosde la gravedad, se dedicó al estudio del plano inclinado, lo que le permitiócomprobar la independencia de las leyes de la caída de los cuerpos respecto de supeso y demostrar que la aceleración de dichos planos es constante. Basándose enla descomposición de fuerzas que actúan sobre un móvil, demostró lacompatibilidad entre el movimiento de rotación de la Tierra y los movimientosparticulares de los seres y objetos situados sobre ella.Nicolás CopérnicoEn el terreno de la astronomía demostró que los movimientos aparentes de loscuerpos podían explicarse admitiendo la rotación de la Tierra entorno a su eje y sudesplazamiento anual alrededor del Sol. Por ello es considerado el fundador de lamoderna astronomía. Las implicaciones filosóficas que ello representaba, aldespojar al hombre de su privilegiada posición central en el universo, hicieron queCopérnico no se decidiese a publicar su obra De revolutionibus orbiumcaelestium, por la reacción que temía despertar en los círculos eclesiásticos. Suobra, que vio la luz poco antes de cumplirse el año de su muerte, fue efectivamenteprohibida por considerársela herética. En dicha obra expuso su hipótesisheliocéntrica, según la cual el movimiento aparente del Sol obedece al movimientoreal de la Tierra (Sistema de Copérnico).Galileo, 137 años después observó lasfases de Venus , predicha en su día por Copérnico, confirmándose así, por víaexperimental, la hipótesis del astrónomo polaco.

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