La ley de gravitación universal de Newton
La base de esta comprensión radica en la ley de gravitación universal de Newton. Esta ley establece que cada objeto en el universo atrae a cualquier otro objeto con una fuerza que es:
* proporcional al producto de sus masas: Cuanto más masivos sean los objetos, más fuerte es la atracción gravitacional.
* Inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre sus centros: Cuanto más separados los objetos, más débil la fuerza gravitacional.
La información clave:
El punto crucial aquí es que la gravedad es una fuerza , y las fuerzas causan aceleraciones . La aceleración debida a la gravedad (G) es la aceleración que experimenta un objeto debido a la atracción gravitacional de la Tierra. Mientras que la fuerza gravitacional entre la tierra y un objeto es directamente proporcional a la masa del objeto, la * aceleración * no lo es. He aquí por qué:
1. Fuerza y masa: La segunda ley de movimiento de Newton establece que la fuerza (f) es igual a la masa (m) veces la aceleración (a):f =ma.
2. Fuerza de gravedad: La fuerza de la gravedad (fg) entre la tierra y un objeto viene dada por fg =g * (m1 * m2) / r², donde:
* G es la constante gravitacional
* M1 es la masa de la tierra
* M2 es la masa del objeto
* r es la distancia entre sus centros.
3. Combinando las ecuaciones: Sustituyendo FG en f =ma, obtenemos:g * (m1 * m2) / r² =m2 * a.
4. Cancelar masa: Observe que la masa del objeto (m2) aparece en ambos lados de la ecuación. Cuando lo cancelas, te quedas con:G * M1 / R² =a.
Conclusión:
Esta ecuación final muestra que la aceleración debida a la gravedad (a) es independiente de la masa del objeto. Solo depende de la masa de la Tierra (M1) y la distancia entre sus centros (R). Esto explica por qué todos los objetos, independientemente de su masa, caen al mismo ritmo cerca de la superficie de la Tierra.
Nota importante: Esta explicación se aplica en un vacío donde la resistencia al aire es insignificante. En realidad, la resistencia al aire afecta a los objetos con diferentes formas y tamaños de manera diferente, lo que hace que caigan a tasas ligeramente diferentes.
