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Gravitación Universal


Enviado por   •  7 de Abril de 2013  •  1.588 Palabras (7 Páginas)  •  552 Visitas

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CUESTIONARIO 12. GRAVITACIÓN UNIVERSAL.

Objetivo: Al término de la unidad el estudiante será capaz de utilizar la Ley de la Gravitacion Universal de Newton para explicar el movimiento de los cuerpos celestes.

01. ¿Cuál es la principal aportación de Claudio Ptolomeo a la dinámica del universo?

Claudio Ptolomeo en el siglo II d.C. propone una teoría geocéntrica del universo, en ella afirma que la Tierra esta inmóvil y, se encuentra en el centro del cosmos; el astro más cercano a la Tierra es la Luna y posteriormente se encuentran Mercurio, Venus, el Sol, Marte, Júpiter, Saturno y las llamadas estrellas inmóviles; todos ellos girando en orbitas circulares alrededor de la Tierra. Esta teoría fue sustituida por el sistema de Nicolás Copérnico.

02. ¿Cuál es la principal aportación de Nicolás Copérnico a la dinámica del universo?

Nicolás Copérnico en el año 1543 propone una teoría heliocéntrica del universo, en ella afirma que los planetas giran en orbitas circulares alrededor del Sol y, que la Tierra es uno mas de los planetas, por lo que gira sobre su propio eje en 24 horas además de dar una vuelta alrededor del Sol en 365 días. Esta teoría sentó las bases para los descubrimientos del astrónomo alemán Johannes Kepler.

03. ¿Cuál es la principal aportación de Johannes Kepler a la dinámica del universo?

Johannes Kepler a principios del siglo XVII propone tres leyes acerca de los movimientos de los planetas, con ellas rompe la vieja creencia de que las orbitas de los planetas son circulares:

a) Primera Ley: Establece que los planetas giran alrededor del Sol en orbitas elípticas en las que el Sol ocupa uno de sus focos.

b) Segunda Ley: Formula que la recta que une el centro de un planeta con el centro del Sol, recorre áreas iguales en tiempos iguales, en razón de que cuanto más cerca esta un planeta del Sol con mas rapidez se mueve y viceversa.

c) Tercera Ley: Manifiesta que la distancia media de cualquier planeta al Sol elevada al cubo, dividida entre su periodo orbital elevado al cuadrado siempre da un valor constante. Matemáticamente se expresa como:

Estas leyes desempeñaron un papel importante en el trabajo del astrónomo, físico y matemático ingles Isaac Newton.

04. Elabora una tabla que contenga algunos datos solares, terrestres y, planetarios:

Cuerpo: Masa (kg): Radio (m): Velocidad de

escape (m/s): Orbita:

Radio (m): Periodo (s):

Sol 1.99X1030 6.96X108

Mercurio 3.18X1023 2.43X106 4,200 5.79X1010 7.60X106

Venus 4.88X1024 6.06X106 10,300 1.08X1011 1.94X107

Tierra 5.98X1024 6.38X106 11,200 1.50X1011 3.16X107

Luna 7.36X1022 1.74X106 2,300 3.84X108 2.36X106

Marte 6.42X1023 3.37X106 5,000 2.28X1011 5.94X107

Júpiter 1.90X1027 6.99X107 63,400 7.78X1011 3.74X108

Saturno 5.68X1026 5.85X107 39,400 1.43X1012 9.35X108

Urano 8.68X1025 2.33X107 21.500 2.87X1012 2.64X109

Neptuno 1.03X1026 2.21X107 24,200 4.50X1012 5.22X109

05. Demuestra la Tercera Ley de Kepler para los planetas Tierra y Saturno:

Datos: Formula:

dT=1.50X1011 m

TT=3.16X107 s

ds=1.43X1012 m

Ts=9.35X108 s

06. ¿Cuál es la principal aportación de Isaac Newton a la dinámica del universo?

Isaac Newton en el año 1684 propone la Ley de la Gravitación Universal, en ella afirma que la atracción gravitatoria entre dos cuerpos es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas. Matemáticamente se expresa como:

La fuerza de atracción entre dos cuerpos de poca masa es muy pequeña, por lo cual no se observa; por el contrario la fuerza de atracción de la Tierra sobre los cuerpos que están sobre su superficie o cerca de ella es muy grande, ya que su gran masa los atrae fuertemente.

El físico británico Henry Cavendish en el año 1798 fue el primero en medir el valor de la constante de gravitación universal (G), la cual tiene un valor de 6.67X10-11 Nm2/kg2 (0.000, 000, 000,0667 Nm2/kg2).

07. Calcula la fuerza gravitacional que ejercerá la Tierra sobre la Luna:

Datos: Formula:

F=?

mT=5.98X1024 kg

mL=7.36X1022 kg

d=3.84X108 m

08. Calcula la distancia a la que se encuentra el Sol de la Tierra, sabiendo que el valor de la fuerza gravitatoria es de 3.53X1022 Newtons:

Datos: Formula:

d=?

mS=1.99X1030 kg

mT=5.98X1024 kg

F=3.53X1022 N

09. Calcula la masa de una persona, si la fuerza gravitacional con la que se atrae con otra de 100 kilogramos es de 6X10-9 Newtons y la distancia entre ellos es de 10 metros:

Datos: Formula:

m1 =?

m2=100 kg

F=6X10-9 N

d=10 m

10. ¿Cómo varia el peso de un cuerpo con relación a la fuerza de gravedad?

El peso de un cuerpo es mayor si es atraído por una gran fuerza de gravedad y viceversa. Por ejemplo un cuerpo tiene mayor peso en la Tierra que en la Luna.

11. ¿Cómo

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