Cómo resolver problemas de fuerza gravitacional

Cómo resolver problemas de fuerza gravitacional

los descubrimientos de sir isaac newton revolucionaron nuestra comprensión del mundo natural. De todas sus muchas contribuciones, una de las de mayor alcance fue su teoría de la gravedad. Si bien la gravedad es la más débil de las cuatro fuerzas principales, también es una que desempeña un papel inmenso en nuestra vida cotidiana, ya que, por débil que sea, la masa de la tierra es tan grande que su fuerza sobre nosotros es muy fuerte. podemos calcular la fuerza de atracción gravitatoria entre dos objetos usando las ecuaciones de newton.

    escriba la ecuación de newton para la fuerza gravitacional, f = g (mxm) / r al cuadrado, donde m es la masa de un objeto, m es la masa del otro objeto yr es la distancia entre los centros de las dos masas. por ejemplo, si está sobre la superficie de la Tierra, r es la distancia desde el centro de la Tierra hasta usted (o su centro, para ser más precisos, pero normalmente no es necesario ese nivel de precisión). g es una constante universal. es un número muy pequeño: 6.67 x 10 ^ -11 metros cuadrados de newton por kilogramo cuadrado. las unidades al final de la constante se cancelan con las unidades en la ecuación para que su respuesta sea siempre en newtons, la unidad estándar de fuerza.

    Determinar la distancia entre los centros de los dos objetos. Si está trabajando en un problema de prueba, probablemente se le dará esta información. Si está haciendo un cálculo para un objeto en o cerca de la superficie de la Tierra, puede usar el radio promedio de la Tierra, 6,371 kilómetros, y agregar la altura del objeto sobre el suelo.

    Determinar las masas de los dos objetos. Si la tierra es uno de los dos objetos, su masa es de 5.9736 x 10 ^ 24 kilogramos, un número extremadamente grande.

    conecta estos números en la ecuación. digamos, por ejemplo, que su peso es de 80 kilogramos y está parado sobre la superficie de la tierra. si hubiera insertado todos los números anteriores en la ecuación, tendría lo siguiente:

    fuerza = ((6.67 x 10 ^ -11 metros cuadrados de newton por kilogramo cuadrado) * (5.9736 x 10 ^ 24 kilogramos) * (80 kilogramos)) / (6371 x 10 ^ 3 metros) cuadrado = 785.3 newtons. multiplique su respuesta en newtons por 0.224809 para obtener 177 libras, que es en realidad cuánto pesa. tenga en cuenta que el peso es solo una medida de la fuerza, por lo tanto, cuando decimos libras, realmente estamos hablando de cuánta fuerza ejerce la tierra sobre usted, que varía según la masa.

    nota algo interesante? La tierra no solo ejerce una fuerza sobre ti, sino que también ejerces una fuerza sobre la tierra. Sin embargo, recuerde la ecuación de newton para la fuerza:

    fuerza = masa x aceleración

    Si divide la fuerza que ejerce en la Tierra (785.3 newtons en nuestro ejemplo) por la masa de la Tierra, obtendrá la aceleración de la Tierra debido a su atracción gravitacional . la masa de la tierra es tan enorme que esta aceleración es ridículamente pequeña; de hecho, para todos los propósitos y propósitos prácticos, es insignificante. Sin embargo, si divide su masa de 785.3 newtons por su masa de 80 kilogramos, obtiene 9.81 metros por segundo al cuadrado, una aceleración muy importante.



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