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El campo gravitacional

marzo 29, 2020
profesor-de-fisica - fsica general hctor prez montiel

 

Lección de física – primera clase nivel S – parte «Leyes y modelos – Campos y fuerzas»

  1. Calificación y unidad
  2. Definición del campo gravitacional
  3. Líneas del campo gravitacional.
  4. Expresión del campo gravitacional.
  5. Fuerza ejercida sobre un cuerpo ubicado en un campo gravitacional
  6. Campo de gravedad y campo de gravedad

Calificación y unidad

El campo de la gravitación se señala con G mayúscula, pero para evitar cualquier confusión con la constante de la gravitación universal, se utiliza la caligrafía de notación, pero en esta página se observará simplemente Gcampo. Su unidad es Newton por kilogramo (N / kg), que es equivalente al metro por segundo cuadrado (m.s-2), la misma unidad que una aceleración.

Definición del campo gravitacional

Se trata de un campo que traduce la influencia gravitacional de un cuerpo dotado de una masa en el espacio que lo rodea.

El campo gravitacional producido en un punto en el espacio A ‘por una masa de punto m ubicada en el punto A:

  • tiene la misma dirección y la misma dirección que la fuerza gravitacional que esta masa ejercería sobre un punto de masa m ‘ubicado en A’.
  • vale la pena Gcampo = F / m ‘

Donde m ‘sería una masa puntual ubicada en A’ y F, la fuerza gravitacional ejercida por el cuerpo de masa m sobre la masa m ‘

Líneas del campo gravitacional.

Están orientados hacia el centro de gravedad del cuerpo que produce el campo. En el caso de un cuerpo con simetría esférica (como un planeta), las líneas de campo pasan por el centro de la esfera.

Ejemplo

Expresión del campo gravitacional.

En el caso de un cuerpo de masa puntual m, esto ejerce sobre cualquier cuerpo de masa puntual m ‘una fuerza cuya expresión es dada por la ley de la gravitación universal:

F = G.m.m. ’/ D2

Donde d es la distancia entre los dos cuerpos.

Esta expresión puede generalizarse a cuerpos no puntuales, en este caso «d» representa la distancia entre los centros de gravedad de los dos cuerpos.

Dado que el valor del campo viene dado por la relación Gcampo = F / m ’por lo que obtenemos la siguiente expresión:

Gcampo = G.m / d2

Fuerza ejercida sobre un cuerpo ubicado en un campo gravitacional

La relación que define el campo gravitacional también hace posible expresar el valor de la fuerza gravitacional ejercida sobre cualquier cuerpo sujeto a este campo.

Si un cuerpo de masa m está sujeto a un campo gravitacional Gcampo entonces se ejerce una fuerza sobre este último:

  • teniendo la misma dirección y la misma dirección que el campo gravitacional
  • de valor F = m.Gcampo

Campo de gravedad y campo de gravedad

El campo gravitacional es un caso especial de campo gravitacional, estos campos se pueden asimilar entre sí cuando la fuerza gravitacional es asimilable al peso, es decir:

  • para un espacio cerca de la superficie de una estrella
  • cuando este espacio tiene una extensión limitada (pequeñas dimensiones en relación con la circunferencia de la estrella)
  • cuando este espacio a una altura insignificante frente al radio de la estrella (unos pocos cientos de metros o incluso unos pocos kilómetros para la Tierra)
  • cuando la fuerza gravitacional (comparable al peso) se expresa por la relación P = m.g.

Este es un campo que puede considerarse uniforme, siempre es:

  • vertical
  • mirando hacia abajo
  • de valor igual a la intensidad de la gravedad g (9.81 N / kg en la superficie de la Tierra)

Se define como la relación del peso P de un sistema por la masa de este sistema, es decir: P / m = m.g / m = g


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  • Las fuerzas
  • La fuerza de la gravitación
  • La intensidad de la gravedad
  • La ley de la gravitación universal.
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