Cuando la NASA envía cohetes al espacio, tienen que lidiar con mucho más que el entrenamiento de astronautas, cargas de combustible y un objetivo general de la misión. Los astrofísicos que planean viajes espaciales también deben lidiar con las leyes fundamentales de la física. La principal de ellas es la ley de gravitación universal de Sir Isaac Newton.

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¿Qué es la ley de Newton de la gravitación universal?

La ley de Newton de la gravitación universal establece que dos cuerpos en el espacio se tiran entre sí con una fuerza proporcional a sus masas y la distancia entre ellos. En el caso de objetos grandes que orbitan entre sí, como la Luna y la Tierra, por ejemplo, esto significa que en realidad ejercen una fuerza notable entre sí. Puede parecer que la luna está orbitando una Tierra relativamente estática, pero en realidad la luna y la Tierra están girando alrededor de un tercer punto entre ellas. Ese punto se llama baricentro.

Según los términos de la ley de Newton, todos los objetos del universo atraen a todos los demás objetos con una fuerza mensurable (por pequeña que sea). La fuerza es:

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  • Directamente proporcional al producto de las masas de dos objetos
  • Inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre los objetos

Este principio se puede expresar en la ecuación: F = G mM / r ^ 2

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Dentro de esta ecuación:

  • F es la magnitud de la fuerza
  • m es la masa del objeto más pequeño
  • M es la masa del objeto más grande
  • r es la distancia entre los centros de masa de los objetos
  • G es la constante gravitacional
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¿Cuál es la historia de la ley de la gravitación universal?

Sir Isaac Newton fue el primer científico en articular específicamente el concepto de fuerza gravitacional, y sus escritos detallaron cómo la atracción gravitacional afecta tanto a los objetos que caen como a los movimientos de los cuerpos celestes.

Sin embargo, Newton aprovechó las observaciones y teorías de otros matemáticos y físicos, entre ellos: Max Kepler; Robert Hooke; Edmund Halley; y Christopher Wren.

Más de 100 años después de que Newton publicara su trabajo, el físico inglés Henry Cavendish articuló el concepto de constante gravitacional GRAMO . Entre otras cosas, el trabajo de Cavendish ayudó a establecer un valor exacto de la masa total de la Tierra. (Cuando se usa la ecuación de Newton para medir los efectos gravitacionales de la Tierra en un objeto terrestre, METRO representaría la masa de la Tierra y metro representaría la masa del objeto terrestre.)

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¿Cuáles son algunas aplicaciones de la ley de la gravitación universal?

La ley de la gravitación universal se aplica a muchos temas dentro de la ciencia moderna. Estos temas incluyen:

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  • Mareas (creadas por la atracción gravitacional de la luna sobre la Tierra)
  • La interacción entre dos objetos terrestres.
  • La interacción entre un objeto terrestre y la Tierra misma
  • Astrofísica, incluida la forma en que los cuerpos celestes ejercen fuerza entre sí y sobre objetos mucho más pequeños, como naves espaciales.

Para una nave espacial orbitando o saliendo de la Tierra, dado que la masa de la nave espacial relativa a la Tierra es pequeña, la nave no ejerce mucha fuerza en la Tierra. La principal implicación de los vuelos espaciales es que la fuerza de gravedad en la nave espacial disminuye a medida que aumenta la distancia entre la nave espacial y la Tierra. De hecho, la fuerza disminuye rápidamente, ya que se divide por la distancia al cuadrado.

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