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La Gravedad De La Tierra – Conoce Que Es Esta Ley De La Naturaleza!

Todos sabemos que la gravedad es un fenómeno natural en el cual todos los objetos con masa son entre sí atraídos, efecto que es mayormente observable en la interacción entre galaxias, planetas, y en los demás objetos del universo. Es la gravedad una de las 4 interacciones fundamentales que ocasiona la aceleración que experimenta un cuerpo físico que se encuentra cerca de un objeto astronómico. Se denomina también interacción gravitatoria o gravitación. Sigue leyendo y entérate sobre la gravedad de la tierra y la gravedad de los demás panetas.

Si un cuerpo pesado se encuentra situado en las cercanías de un planeta, un observador a una distancia fija del planeta podrá medir una aceleración del objeto, la cual va dirigida hacia la zona central de tal planeta, si no está sometido el objeto al efecto de otras fuerzas. La aceleración originada por la gravedad en la superficie de la Tierra, es aproximadamente de 9,80665 m/s².

Gravedad de la tierra.

La gravedad de la tierra se encuentra denotada como g, refiriéndose de esta manera a la aceleración que transmite la Tierra a los objetos que están sobre la superficie de ella debido a su fuerza gravitacional. Esta aceleración se mide en metros por segundos cuadrados en el sistema internacional, también se conoce como su equivalente Newton por kilogramo.

Tiene la gravedad un valor aproximado de 9.81 m/s2, significa esto que, ignorando los efectos de la resistencia del aire, la velocidad de caída de un objeto cerca de la superficie terrestre va a aumentar entre los 9.81 metros por cada segundo. A esta constante se le llama en física como g minúscula (esto en contraste con la fuerza G de constante gravitacional que se conoce con la G mayúscula)

Existe una directa relación entre la aceleración gravitacional y la fuerza del peso que es experimentada por los objetos en la Tierra, dado a la ecuación F=ma (F = fuerza, m = masa, a = aceleración).

En tanto que, otros factores como la rotación de la rotación terrestre pueden ayudar a la aceleración. Varía la fuerza precisa de la gravedad de la Tierra dependiendo de su ubicación. El valor “medio” en la superficie de la Tierra, y además conocida como la gravedad estándar es 9.80665 m/s2.

Gravedad

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Variación que hay entre la gravedad y la gravedad aparente.

Una esfera perfecta de cuya densidad se conoce que es uniformemente esférica daría a producir un campo gravitacional de uniforme magnitud en casi todos los puntos de su superficie, apuntando siempre de manera directa hacia el centro de la esfera.

Aunque, la Tierra ligeramente se desvía de su forma, y hay pequeños desvíos con respecto a la magnitud y la dirección de la gravedad a lo ancho y largo de la superficie. También, la fuerza resultante que es ejercida sobre un objeto en la Tierra, es denominada “densidad aparente” o “gravedad eficaz”.

Varía esto debido a la presencia de otros factores, como lo es la respuesta de la inercia a la rotación de la tierra. Sólo se puede medir la gravedad efectiva en una escala de plomo. Incluyen los parámetros que perturban a la gravedad de la tierra aparentemente: la altitud, latitud, la geología local y la topografía. Varía la gravedad en la superficie terrestre en torno de 0,7 % de 9, 7639 m/s2 en la montaña de Huascarán ubicada en Perú, a 9, 8337 m/s2 en la superficie del Océano Ártico.

Variación que hay entre la gravedad y la gravedad aparente

Que es la gravedad.

Es la gravedad una de las 4 interacciones que son fundamentales y además observadas en la naturaleza. Origina la gravedad los movimientos a una gran escala que se observan en el universo: las órbitas de todos los planetas alrededor del Sol, la órbita de la Luna que rodea la Tierra,  etc. Parece ser la interacción dominante a una escala cosmológica, ya que gobierna la mayoría de los fenómenos a gran escala (son predominantes a más pequeñas escalas las otras tres interacciones fundamentales.

Se utiliza el término “gravedad” también para otorgar la intensidad del fenómeno gravitatorio en la superficie de los satélites o planetas. Fue Isaac Newton el primero en presentar que la misma naturaleza es la que causa la fuerza que hace que los objetos desciendan con una aceleración constante en la Tierra (o sea la gravedad de la Tierra) y la fuerza que mantiene a los planetas y las estrellas en movimiento. Llevó esta idea le a la  formulación de la primera teoría general de la gravitación.

Hace un diferente análisis de la interacción gravitatoria Einstein, en su teoría de la relatividad general. De acuerdo con tal teoría, puede entenderse la gravedad como el efecto geométrico de la materia sobre el espacio-tiempo. Cuando ocupa una región del espacio-tiempo cierta cantidad de materia, causa que éste se deforme. Visto de esta manera la fuerza gravitatoria ya no es una “misteriosa fuerza que atrae”, sino el efecto que provoca la deformación del espacio-tiempo (de una geometría no euclidiana) sobre el movimiento de los cuerpos. Dado esta teoría, ya que todos los objetos se encuentran en movimiento en el espacio-tiempo, al éste deformarse, será desviada la trayectoria de aquellos causando su aceleración.

Que es la gravedad

Ley de la gravitación universal de Newton (Mecánica clásica).

Los efectos de la gravedad siempre son atractivos en la teoría newtoniana de la gravitación, y se calcula la fuerza resultante con respecto del centro de gravedad de ambos objetos (el centro de gravedad en el caso de la Tierra, es su centro de masas, al igual que sucede en la mayoría de los cuerpos celestes de homogéneas características). Tiene la gravedad newtoniana un alcance teórico infinito; si los objetos están próximos la fuerza es mayor, no obstante a mayor distancia pierde intensidad dicha fuerza. Además postuló Newton que es la gravedad una acción a distancia (y por lo tanto a nivel relativista no vendría siendo una descripción correcta, sino solo una aproximación primaria para cuerpos cuyo movimiento es muy lento comparados con la velocidad de la luz).

Ley de la gravitación universal de Newton

Teoría general de la relatividad (Mecánica relativista).

Revisó Albert Einstein en su teoría de la relatividad general la teoría newtoniana, describiendo pues la interacción gravitatoria como si fuera una deformación de la geometría del espacio-tiempo, como un efecto de la masa de los cuerpos; asumen un papel dinámico tanto el espacio como el tiempo.

No existe el empuje gravitatorio según Einstein; es una ilusión dicha fuerza, un efecto de la geometría. De este modo la Tierra deforma el espacio-tiempo de nuestro entorno, de tal manera que nos empuja hacia el suelo el propio espacio. Al caminar una hormiga, sobre un papel arrugado, esta tendrá la sensación de que hay fuerzas misteriosas que la empujan hacia diferentes direcciones, aunque lo único que existe son unos pliegues en el papel, o sea su geometría.

Viene caracterizada la deformación geométrica debido el tensor métrico que compensa las ecuaciones de campo de Albert Einstein. Es La “fuerza de la gravedad” newtoniana tan solo un efecto que es asociado al hecho de que un observador en reposo con respecto a la fuente del campo no viene siendo un observador inercial y por eso al tratar de aplicar el equivalente relativista de las leyes Newtonianas mide fuerzas ficticias debido a los símbolos de Christoffel del espacio-tiempo.

Ondas gravitatorias.

La relatividad general además, predice la propagación de las ondas gravitatorias. Solo podrían ser medibles estas ondas si las originan fenómenos astrofísicos violentos, como son remanentes del Big Bang o el choque de dos estrellas masivas. Estudios preliminares sugieren que estas ondas han sido detectadas finalmente de forma indirecta en la diferenciación del periodo rotativo de púlsares dobles, y dado el proyecto LIGO, se detectaron también resultando de la unión de dos agujeros negros.  Las teorías cuánticas actuales por otro lado, van apuntando a una “unidad de medida de la gravedad”, el gravitón, haciendo énfasis como aquella partícula que causa dicha “fuerza”, eso quiere decir, como la partícula que es asociada al campo gravitatorio.

Ondas gravitatorias

Efectos gravitatorios.

Con la ayuda de esta nueva teoría, se pueden observar y estudiar una nueva serie de sucesos antes no explicables o no observados:

  • La desviación gravitatoria de luz hacia el color rojo en presencia de los campos con intensa gravedad: decrece la frecuencia de la luz al pasar por una región de mucha gravedad. Esto está confirmado por el experimento de Pound y Rebka (en el año 1959).
  • Dilatación gravitatoria del tiempo: los relojes que se encuentran situados en condiciones de gravedad aumentada marcan el tiempo más lentamente que aquellos relojes ubicados en un entorno carente de gravedad. Experimentalmente demostrado con relojes atómicos ubicados sobre la superficie terrestre y los relojes que están en órbita del Sistema de Posicionamiento Global. Además, aunque se trata de intervalos de tiempo que son muy pequeños, las distintas pruebas realizadas con sondas planetarias han generado valores bastante cercanos a los predichos por la relatividad general.
  • Decaimiento orbital provocado por la emisión de radiación Observado esto en púlsares binarios.
  • Efecto Shapiro (o sea la dilatación gravitatoria de desfases temporales): necesitan mayor tiempo para hacerlo distintas señales atravesando un intenso campo gravitatorio.
  • Precesión geodésica: gracias a la curvatura del espacio-tiempo, cambiará con el tiempo la orientación de un giroscopio en rotación. Está esto puesto a prueba por el satélite llamado Gravity Probe B.

Búsqueda de una teoría unificada (Mecánica cuántica).

Aunque no se dispone aún de una descripción cuántica auténtica de la gravedad. Todos aquellos intentos en crear una teoría física que simultáneamente satisfaga los principios cuánticos y que coincida a grandes escalas con la teoría de Einstein sobre la gravitación, han hallado grandes dificultades. Existen en la actualidad algunos enfoques que son prometedores como lo es la gravedad cuántica de bucles, la teoría de twistores o la teoría de supercuerdas, no obstante ninguno de ellos es un modelo completo que pueda ser capas de suministrar predicciones suficientemente y precisas. Se han ensayado además, un buen número de aproximaciones semiclásicas que han sugerido unos nuevos efectos que bien debería predecir una teoría cuántica de la gravedad. Stephen Hawking por ejemplo, sugirió al usar uno de estos últimos enfoques que debería emitir un agujero negro cierta cantidad de radiación, efecto que se denominó radiación de Hawking y que no ha sido verificado empíricamente aún.

Son varias las razones de las dificultades de una teoría unificada. La mayor de ellas radica que en el resto de teorías cuánticas de campos, es fija totalmente independiente de la materia la estructura del espacio-tiempo, en cambio, el propio espacio-tiempo en una teoría cuántica de la gravedad debe estar sujeto a principios probabilistas, aunque no sabemos como describir un espacio de Hilbert para los diferentes estados cuánticos del propio espacio-tiempo. De este modo la unificación de la fuerza gravitatoria con las otras fuerzas fundamentales se sigue resistiendo a los físicos. El espectro en el Universo de materia oscura o la aceleración de la expansión del Universo hacen pensar que aún falta una teoría que sea satisfactoria de las interacciones gravitatorias completas de las partículas que poseen masa.

Búsqueda de una teoría unificada

Importante que sepas sobre el: Planeta Más Cercano Al Sol,  Mercurio!

La interacción gravitatoria como fuerza fundamental.

Es la interacción gravitatoria una de las 4 fuerzas fundamentales de la Naturaleza, en conjunto al electromagnetismo, la interacción nuclear débil y la interacción nuclear fuerte. A semejanza del electromagnetismo y a diferencia de las fuerzas nucleares, actúa a grandes distancias. Aunque, al contrario al electromagnetismo, es la gravedad una fuerza de tipo atractiva pero existen particulares casos en que las geodésicas temporales en ciertas regiones del espacio-tiempo pueden expandirse, lo que hace aparecer a la gravedad como una fuerza repulsiva, como la energía oscura por ejemplo. Éste es el motivo de que sea la gravedad la fuerza más importante al momento de explicar los movimientos celestes.

La gravedad en los planetas.

La gravedad en los planetas

La gravedad en Mercurio.

Ya que el radio del planeta Mercurio es de solo 2.440 kilómetros, y es su masa mucho más baja que la de la Tierra, posee una gravedad superficial de 3,7 m/s2. Eso quiere decir, que 1 gramo en la Tierra equivaldría nada más y nada menos que 0,38 gramos en el primer planeta de nuestro Sistema Solar.

La gravedad en Venus.

Es Venus el segundo planeta en el Sistema Solar y el que más se parece a la Tierra por su tamaño y por su atmósfera densa. Es muy notorio que la fuerza de la gravedad allí vendía siendo muy similar a la nuestra, específicamente es de 8,87 m/s2.

La gravedad de la Tierra.

Ya que la gravedad depende de la masa. Así pues, ya que tiene la Tierra una gravedad de 9,8 m/s2, como anteriormente se explicó, un objeto externo que baja hacia nuestro planeta tomará en caída libre una velocidad de 9,8 metros por segundo.

La gravedad de la Tierra

La gravedad en la Luna.

Ahora bien, llegamos a la Luna, nuestro presiado satélite sin atmósfera. Ya que su radio es de tan solo 1.737 kilómetros, posee una densidad y masa muy bajas, por lo que la gravedad es de solo 1,62 m/s2.

La gravedad en Marte.

Aunque es Marte bastante similar a la Tierra en muchos aspectos, es este más pequeño, menos denso y además con una atmósfera muy tenue. Por eso, es su gravedad mucho más baja que la nuestra, siendo de tan solo 3,7 m/s2.

La gravedad en Júpiter.

Con Júpiter llegamos a los grandes monstruos del Sistema Solar. Este gigantesco mundo gaseoso posee una masa enorme, no obstante este planeta no tiene una superficie sólida. Aunque, en un hipotético núcleo interno, sería la gravedad enorme, de unos 24,8 m/s2. Es decir, que es casi el triple que el de la Tierra.

La gravedad en Júpiter

La gravedad en Saturno.

Ahora dirijámonos hasta el segundo planeta más grande de nuestro Sistema Solar, “Saturno”. Este planeta es muy masivo pero poco denso, y gaseoso también, es su gravedad bastante similar a la nuestra, siendo de 10,44 m/s2.

La gravedad en Urano.

Es Urano otro de los gigante gaseoso el cual posee muy poca densidad, por lo que tiene también una gravedad muy similar a la de la Tierra, siendo su gravedad de 8,7 m/s2, “Es más baja incluso que la nuestra pese a su tamaño que es 4 veces mayor que el de la Tierra.

La gravedad en Neptuno.

Es Neptuno el último y el más alejado planeta del Sistema Solar, es el cuarto más grande de todos. Este planeta es 17 veces más masivo que la Tierra, es también muy poco denso, por lo que es la gravedad de tan solo 11,15 m/s2, un poco mayo que la de nuestro planeta.

La gravedad en Neptuno

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