GRAVITACION UNIVERSAL

GRAVITACION UNIVERSAL

14.1 Sistemas Planetarios.

Desde la mas remota antigüedad, filósofos y científicos han manifestado particular han manifestado particular interés por construir un modelo o teoría que permita explicar el movimiento de los planetas y las leyes que lo rigen.

Entre estos modelos citaremos dos, que pueden considerarse como los mas importantes:

El sistema Geocéntrico, del astrónomo Claudio Ptolomeo, de Alejandría (Siglo II A. de C)

El Sistema Heliocéntrico, del astrónomo polaco Nicolás Copérnico (Siglo XVI).

El Sistema Geocéntrico de Ptolomeo supone que la Tierra es el centro del sistema planetario y no participa de ningún movimiento. Alrededor de la Tierra giran el Sol y los demás planetas, los cuales tienen dos movimientos simultáneos. Únicamente el Sol y la Luna no tienen epiciclos.

El Sistema de Ptolomeo fue útil para navegantes y astrónomos y no tuvo oposición hasta el siglo XVI, cuando aparece el Sistema Heliocéntrico.

El Sistema Heliocéntrico de Copérnico supone que el Sol es el centro del Sistema planetario. Los planetas describen alrededor del Sol orbitas circulares. Admite la esfericidad de la Tierra y su movimiento de rotación.

14.2 Leyes de Kepler.

El astrónomo danés Johannes Kepler (siglo XVI), fundamentándose en las observaciones astronómicas que había hecho su maestro Ticho Brae, y utilizando el Sistema Heliocéntrico de Copérnico, descubrió las leyes que rigen el movimiento de los planetas. Estas leyes son las siguientes:

Los planetas describen orbitas elípticas, en uno de cuyos focos se encuentra el Sol.

El segmento de recta que une el centro del Sol con el centro del planeta barre aéreas iguales en tiempos iguales.

Los cuadrados de los periodos de revolución de los planetas son directamente proporcionales a los cubos de sus distancias medias al Sol.

14.3 Ley de Gravitación Universal.

Esta ley fue establecida por el físico y matemático ingles Jorge Isaac Newton quien, al analizar el problema de las fuerzas que intervienen en el movimiento de los planetas alrededor del Sol, dedujo que tales movimientos solo podían explicarse admitiendo que sobre los planetas actúa constantemente una fuerza dirigida hacia el Sol, y originada por este astro, que los obliga a describir las trayectorias elípticas indicadas por Kepler. Si no actúa ninguna fuerza sobre os planetas, razonaba Newton, estos permanecerían en reposo o se moverían en línea recta de acuerdo con la Ley de Inercia.

Por otra parte, si el Sol actúa sobre los planetas con determinada fuerza, los planetas, a su vez, deben actuar sobre el Sol con una fuerza de la misma magnitud o modulo, pero de sentido opuesto, según la Ley de Acción y Reacción. En consecuencia, los planetas y el Sol se atraen entre si. Por las mismas razones expuestas deben atraerse entre si los planetas y los satélites que giran a su alrededor. Newton generalizo estos resultados y admitió que estas fuerzas de atracción, llamadas fuerzas gravitatorias, son de la misma naturaleza que las que existen entre un planeta y un objeto que cae sobre el.

14.4 Comprobación de la Ley de Gravitacion.

Newton no vivió lo suficiente para presenciar una prueba experimental de su Ley de Gravitación aplicada a dos objetos pequeños. Fue casi 100 años después de su muerte cuando otro físico ingles, Henry Cavendish, presento esta prueba no dejando lugar a dudas.

Para ello utilizo una ``balanza de torsión’’ que consiste, esquemáticamente en una barra liviana que cuelga de un hilo de cuarzo. En los extremos de la barra se encuentran pequeñas esferas de masa m.

Debido a la fuerza de atracción gravitatoria, las masas pequeñas m se mueven hacia las masas grandes M, torciendo el

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