Gravedad
Es una fuerza de atracción entre dos objetos con diferente masa. Su magnitud depende de las masas y de la distancia entre los objetos.
- En la figura, la Tierra (m_1) y la Luna (m_2) se atraen mutuamente: la Tierra ejerce F_{G_1} sobre la Luna y la Luna ejerce F_{G_2} sobre la Tierra.
- Según la tercera ley de Newton, ambas fuerzas son de igual magnitud y dirección opuesta: F_{G_1} = F_{G_2}.
- Cuanto mayor es la masa de los objetos o menor es la distancia d entre ellos, mayor es la fuerza de gravedad (ley de gravitación universal): F = G\cdot\dfrac{m_1\, m_2}{d^{2}}.
Respuesta: La gravedad es la fuerza de atracción mutua entre dos masas, inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.
Atracción gravitacional
Es el fenómeno físico de acercamiento mutuo entre objetos que tienen masa.
- Si un objeto es mucho más masivo que los demás, parece ser él quien atrae a todos: la Tierra, al ser enorme, atrae todo lo que está sobre ella.
- Todo objeto que se separa del suelo es atraído hacia el centro de la Tierra y termina apoyado en alguna superficie.
- Al saltar o soltar un objeto se observa el efecto: la atracción gravitacional "hace caer" los cuerpos hacia la Tierra.
Respuesta: Es el acercamiento mutuo entre cuerpos con masa; en la práctica, la Tierra atrae y "hace caer" los objetos hacia su centro.
Fuerza gravitacional
Es la fuerza relacionada con la aceleración de la gravedad que atrae los objetos hacia la Tierra.
- La aceleración de la gravedad en la superficie terrestre es g \approx 9.8\,\text{m/s}^{2}.
- La medida de esa atracción sobre un objeto depende de su masa y se llama peso.
- Relación masa–peso: P = m\cdot g. Ejemplo: un objeto de m = 2\,\text{kg} tiene P = 2\,\text{kg} \times 9.8\,\text{m/s}^{2} = 19.6\,\text{N}.
Respuesta: La fuerza gravitacional es el peso, P = m\cdot g; masa y peso siempre están relacionados.
Materia
Componente que ocupa un lugar en el espacio, sea visible o no.
- Ejemplos: rocas, agua y aire.
- Las fotos muestran sus estados: aire (nubes), agua (líquida), tierra (sólida) y fuego (combustión con gases).
- Toda la materia tiene masa y, por lo tanto, siente la atracción gravitacional.
Respuesta: Materia es todo lo que ocupa espacio y tiene masa, como rocas, agua y aire.
Ejercicio (página 117)
¿Por qué la Luna no se aleja de la Tierra si ambas se mueven?
- La Tierra atrae a la Luna con la fuerza F_{G_1}.
- Esta fuerza actúa como fuerza centrípeta que curva la trayectoria de la Luna.
- Si esa atracción desapareciera, la Luna seguiría una línea recta y abandonaría su órbita.
Porque la fuerza de gravedad que ejerce la Tierra sobre la Luna mantiene a la Luna en órbita, impidiendo que se aleje.
Si llevas una mochila de 10 kg a la Luna, ¿su peso cambia?
- En la Tierra: P_{T} = 10\,\text{kg} \times 9.8\,\text{m/s}^{2} = 98\,\text{N}.
- En la Luna, g_{L} \approx 1.6\,\text{m/s}^{2}.
- En la Luna: P_{L} = 10\,\text{kg} \times 1.6\,\text{m/s}^{2} = 16\,\text{N}.
- La masa (10\,\text{kg}) no cambia: m_T = m_L.
Sí, el peso disminuye de 98\,\text{N} a 16\,\text{N}, pero la masa se mantiene en 10\,\text{kg}.
