Presentació del tema del camp gravitatori para la física de 2n de batxillerat.

1. CAMP GRAVITATORICAMP GRAVITATORI

2. Concepte de CAMPConcepte de CAMP
 Es tracta d’una pertorbació real o ficticiaEs tracta d’una pertorbació real o ficticia
de l’espai, creada per un “ente”,de l’espai, creada per un “ente”,
determinada per l’assignació a cada puntdeterminada per l’assignació a cada punt
del valor d’una magnitud.del valor d’una magnitud.
 En aquest tema estudiarem:En aquest tema estudiarem:
- El- El camp gravitatoricamp gravitatori..
- És un- És un camp de forces centralscamp de forces centrals..
- Creat per- Creat per massesmasses..

3. Un poquet d’HISTÒRIAUn poquet d’HISTÒRIA
 Des de l’antiguitat els homes han intentatDes de l’antiguitat els homes han intentat
donar una explicació raonable alldonar una explicació raonable all
moviment dels cossos celestes.moviment dels cossos celestes.

4. MODELSMODELS
GEOCÈNTRICSGEOCÈNTRICS
La TERRA el centre de l’UniversLa TERRA el centre de l’Univers

5.  ElsEls filòsofs grecsfilòsofs grecs vanvan
ésser els que van fer lesésser els que van fer les
primeres propostes sobreprimeres propostes sobre
l’estructura de l’Univers.l’estructura de l’Univers.
 ARISTÒTILARISTÒTIL proposà laproposà la
TERRA com a centre decom a centre de
l’Univers i la resta de cossosl’Univers i la resta de cossos
celestes girant al seu voltantcelestes girant al seu voltant
en esferes transparents enen esferes transparents en MCU..

6. PTOLOMEOPTOLOMEO
(segle II d.C.)(segle II d.C.)
 Proposà que la Terra és el centre de l’Univers.Proposà que la Terra és el centre de l’Univers.
 La Lluna, el Sol i les estrelles giràven al voltantLa Lluna, el Sol i les estrelles giràven al voltant
de la Terra en òrbites circulars.de la Terra en òrbites circulars.
 Els planetes i la resta d’astres giràven en petitsEls planetes i la resta d’astres giràven en petits
cercles “cercles “epicicles” que, al seu torn, giràven al” que, al seu torn, giràven al
voltant de la Terra.voltant de la Terra.
 Aquest model va ésser acceptat durantAquest model va ésser acceptat durant
14 segles!!!!!!

8. MODELSMODELS
HELIOCÈNTRICSHELIOCÈNTRICS
El Sol és el centre de l’Univers.El Sol és el centre de l’Univers.

9. ARISTARC DE SAMOSARISTARC DE SAMOS
(280 a. C.)(280 a. C.)
 Aquest filòsof grec va ésser el primer enAquest filòsof grec va ésser el primer en
proposar que la Terra girava al voltant delproposar que la Terra girava al voltant del
Sol.Sol.
 No va tenir molt d’èxit amb la sevaNo va tenir molt d’èxit amb la seva
proposta perquè tothom acceptava laproposta perquè tothom acceptava la
teoria de Ptolomeo.teoria de Ptolomeo.

10. COPÈRNICCOPÈRNIC
(1473-1543)(1473-1543)
 La Terra i la resta de planetes giren al voltantLa Terra i la resta de planetes giren al voltant
del Sol.del Sol.
 La Lluna gira al voltant de la Terra.La Lluna gira al voltant de la Terra.
 La rotació de la Terra sobre el seu eix és laLa rotació de la Terra sobre el seu eix és la
causa de moviment de rotació de la restacausa de moviment de rotació de la resta
d’astres.d’astres.
 El moviment retrògrade dels astres és degut aEl moviment retrògrade dels astres és degut a
que la Terra es mou.que la Terra es mou.
 La distància Sol-Terra és insignificantLa distància Sol-Terra és insignificant
comparada amb la distància a les estrelles fixes.comparada amb la distància a les estrelles fixes.

12. GALILEO GALILEIGALILEO GALILEI
(1564-1642)(1564-1642)
 Va adoptar el sistema de Copèrnic i vaVa adoptar el sistema de Copèrnic i va
proposar que els planetes giràven alproposar que els planetes giràven al
voltant del Sol envoltant del Sol en òrbites circulars..
 Ho va defensar després de construirHo va defensar després de construir
el primer telescopi i observar l’Universel primer telescopi i observar l’Univers
amb ell, descobrint els cràters de laamb ell, descobrint els cràters de la
Lluna, les llunes de Júpiter, les fasesLluna, les llunes de Júpiter, les fases
de Venus, les taques solars…de Venus, les taques solars…

13. TICHO BRAHETICHO BRAHE
(1546-1601)(1546-1601)
 Proposà el seu propi model a partir de lesProposà el seu propi model a partir de les
dades que va recopilar durant vint anysdades que va recopilar durant vint anys
d’observacions del cel sense telescopi.d’observacions del cel sense telescopi.
 Ell proposà que els planetes giren alEll proposà que els planetes giren al
voltant del Sol però aquest i la Lluna girenvoltant del Sol però aquest i la Lluna giren
al voltant de la Terra.al voltant de la Terra.
 Per demostrar la seva validesa vaPer demostrar la seva validesa va
contractar al matemàtic J. Kepler.contractar al matemàtic J. Kepler.

14. J. KEPLERJ. KEPLER
(1571-1630)(1571-1630)
 Fent ús de tots les dades que haviaFent ús de tots les dades que havia
recopilat Ticho Brahe, cercantrecopilat Ticho Brahe, cercant
recurrències va arribar a la conclusió querecurrències va arribar a la conclusió que
el sistema correcte era el proposat perel sistema correcte era el proposat per
Copèrnic però les òrbites dels planetes,Copèrnic però les òrbites dels planetes,
en lloc d’ésser circulars, erenen lloc d’ésser circulars, eren el·líptiques,,
això sí amb poca excentricitat.això sí amb poca excentricitat.
 Va proposar les seves tres lleis:Va proposar les seves tres lleis:

16. LLEIS DE KEPLERLLEIS DE KEPLER
 1ª Llei de Kepler: llei de les1ª Llei de Kepler: llei de les
òrbites:òrbites:
Els planetes giren al voltant del SolEls planetes giren al voltant del Sol
descrivint òrbites el·líptiques. El Sol estàdescrivint òrbites el·líptiques. El Sol està
situat en un dels focus de l’el·lipsi.situat en un dels focus de l’el·lipsi.

17.  2ª Llei de Kepler: llei de les2ª Llei de Kepler: llei de les
àrees:àrees:
La recta que uneix el Sol amb el planetaLa recta que uneix el Sol amb el planeta
escombra àrees iguals en temps iguals.escombra àrees iguals en temps iguals.
És a dir, que la velocitat serà més gran alÉs a dir, que la velocitat serà més gran al
periheli que a l’afeli.periheli que a l’afeli.

18.  3ª Llei de Kepler: llei harmònica o3ª Llei de Kepler: llei harmònica o
dels períodes.dels períodes.
 El quadrat del període del moviment d’unEl quadrat del període del moviment d’un
planeta amb el Sol és directament proporcionalplaneta amb el Sol és directament proporcional
al cub de la distància mitjana del planeta al Sol.al cub de la distància mitjana del planeta al Sol.
T2
= C · R3
(Però Kepler no va saber explica per què)(Però Kepler no va saber explica per què)
 Totes tres lleis són vàlides també pel movimentTotes tres lleis són vàlides també pel moviment
dels satèl·lits al voltant dels planetes.dels satèl·lits al voltant dels planetes.

19. I. NEWTONI. NEWTON
(1642-1727)(1642-1727)
 Newton va ésser el primer que va proposar queNewton va ésser el primer que va proposar que
les lleis que governaven l’Univers eren lesles lleis que governaven l’Univers eren les
mateixes que governen a la Terra.mateixes que governen a la Terra.
 Va suposar que el fet que la LlunaVa suposar que el fet que la Lluna
giri al voltant de la Terra es deu agiri al voltant de la Terra es deu a
una força, que va anomenaruna força, que va anomenar
força de gravetatforça de gravetat, fa, fa
que contínuament estiguique contínuament estigui
en caiguda lliure cap a la Terra.en caiguda lliure cap a la Terra.

20.  Aquesta mateixa força és la que fa caureAquesta mateixa força és la que fa caure
els objectes a la Terra.els objectes a la Terra.
 També va demostrar i explicar la terceraTambé va demostrar i explicar la tercera
llei de Kepler.llei de Kepler.

22.  Proposà la llei física que està totalmentProposà la llei física que està totalment
d’acord amb la realitat peròd’acord amb la realitat però no va saber
explicar el per què de l’existènciade l’existència
d’aquesta força ni per què la naturalesa esd’aquesta força ni per què la naturalesa es
comporta d’aquesta manera.comporta d’aquesta manera.
 Aquesta resposta va tardar unsAquesta resposta va tardar uns dos
segles en arribar a través de:en arribar a través de:

23. A.A. EINSTEINEINSTEIN
(1879-1955)(1879-1955)
 Va ésser el primer que va explicar el perVa ésser el primer que va explicar el per
què apareix la força de gravetat al nostrequè apareix la força de gravetat al nostre
Univers, és a dir, el per què de la sevaUnivers, és a dir, el per què de la seva
naturalesa.naturalesa.

24. Teoria de la relativitatTeoria de la relativitat
especial (1905):especial (1905):
Proposa que l’espai i el temps no sónProposa que l’espai i el temps no són
simples espectadors dels fenòmenssimples espectadors dels fenòmens
naturals sino que, si es viatja a velocitatsnaturals sino que, si es viatja a velocitats
a prop de la de la llum:a prop de la de la llum:
-- L’espai es contreu
-- El temps es dilata
Per tant, no vivim a unPer tant, no vivim a un
espai rígid si no moldeable.espai rígid si no moldeable.

25. Teoria de la relativitatTeoria de la relativitat
general (1915):general (1915):
 Un cos, quan mésUn cos, quan més massamassa ii densitatdensitat tengui:tengui:
-- Més força gravitatòriaMés força gravitatòria exercirà sobre la restaexercirà sobre la resta
de cossos.de cossos.
- Exercirà aquesta atracció- Exercirà aquesta atracció deformant l’espai-deformant l’espai-
tempstemps que hi ha al voltant seu.que hi ha al voltant seu.
- Els- Els cossos petitscossos petits s’han des’han de
moure al voltant delsmoure al voltant dels cossoscossos
gransgrans per no caure cap aper no caure cap a
ells.ells.

27.  Per tant,Per tant, l’espai-temps es corba a causaa causa
de lade la matèriamatèria que conté.que conté.
 Tot cos que es mogui en un espai-tempsTot cos que es mogui en un espai-temps
corb ha decorb ha de variar la seva velocitat en feren fer
un canvi de posició.un canvi de posició.
 Aquest canvi en la velocitat es tradueix enAquest canvi en la velocitat es tradueix en
l’aparició d’unal’aparició d’una acceleració (an).
 Aquesta acceleració, segons Newton, esAquesta acceleració, segons Newton, es
creada per una força que és lacreada per una força que és la FORÇAFORÇA
DE LA GRAVETAT!!!DE LA GRAVETAT!!!

28.  Amb aquesta teoria, Einstein va proposar:Amb aquesta teoria, Einstein va proposar:
-- La desviació de la llum dels estels.
(provat)(provat)
- L’existència de forats negres.
(provat)(provat)
- L’èxistència de forats de cuc.
(no provat)(no provat)

29.  L’origen de l’Univers com una granL’origen de l’Univers com una gran
explosió:explosió: THE BIG BANGTHE BIG BANG

30.  Proposà que des d’ençà l’Univers s’estàProposà que des d’ençà l’Univers s’està
expandint… (provat anys després perexpandint… (provat anys després per
Hubble mitjançant laHubble mitjançant la espectroscopiaespectroscopia i eli el
efecto dopplerefecto doppler))
 Ara les investigacions teòriques estanAra les investigacions teòriques estan
dirigides a explicar si haurà un límit endirigides a explicar si haurà un límit en
l’l’expansióexpansió i després esi després es contreuràcontreurà i, aixíi, així
succesivament ensuccesivament en processos cíclicsprocessos cíclics o sio si
l’expansió serà infinita…l’expansió serà infinita…
 Per sort, no hi serem per a veure´l.Per sort, no hi serem per a veure´l.

31.  La teoria que intenta explicar la Història iLa teoria que intenta explicar la Història i
prehistòria de l’Univers és:prehistòria de l’Univers és:
 LaLa GRAVITACIÓ QUÀNTICAGRAVITACIÓ QUÀNTICA
 Però, de moment, amb les dadesPerò, de moment, amb les dades
experimentals recopilades actualment noexperimentals recopilades actualment no
es pot arribar aes pot arribar a conclusions fiables ..
 Esperem que, en un futur, tant laEsperem que, en un futur, tant la
cosmologia com les investigacionscosmologia com les investigacions
teòriques ens condueixin ateòriques ens condueixin a
descobriments insospitats!!!!

32.  Rosa Mª Rodríguez García-CaroRosa Mª Rodríguez García-Caro
 Professora de física i químicaProfessora de física i química
 IES ALCÚDIAIES ALCÚDIA
 ALCÚDIA (MALLORCA)ALCÚDIA (MALLORCA)