Gravitación universal y movimiento planetario: de Newton a Kepler
La gravedad explica por qué caen los objetos, por qué tenemos peso y por qué planetas, lunas y satélites permanecen en órbita. Las leyes de Newton y Kepler describen estos fenómenos dentro de un mismo marco científico.
Masa y peso
La masa mide la cantidad de materia y se expresa en kilogramos. El peso es una fuerza producida por la gravedad y se mide en newtons. La masa permanece prácticamente constante; el peso depende de la aceleración gravitatoria.
P = m · g | g ≈ 9.81 m/s² en la superficie terrestreLey de gravitación universal
Todos los cuerpos con masa se atraen. La fuerza aumenta con las masas y disminuye con el cuadrado de la distancia entre sus centros.
F = G · (m₁ · m₂) / r²F es la fuerza gravitatoria.
m₁ y m₂ son las masas.
r es la distancia entre los centros.
G es la constante de gravitación universal.
G no debe confundirse con g. Si la distancia se duplica, la fuerza disminuye a una cuarta parte; si se triplica, se reduce a una novena parte.
Órbitas y caída libre
Un satélite está cayendo continuamente hacia la Tierra, pero su velocidad horizontal hace que la superficie se curve mientras avanza. La microgravedad de los astronautas se debe a que la nave y sus ocupantes están en caída libre conjunta.
Leyes de Kepler
Los planetas describen órbitas elípticas con el Sol en uno de los focos.
La línea planeta-Sol barre áreas iguales en tiempos iguales; el planeta va más rápido en el perihelio.
El cuadrado del periodo orbital es proporcional al cubo del semieje mayor: T² ∝ a³.
Newton explica a Kepler
Kepler describió cómo se mueven los planetas; Newton explicó por qué. La gravitación universal y las leyes del movimiento producen las órbitas. La misma interacción que hace caer un objeto mantiene a la Luna alrededor de la Tierra y a los planetas alrededor del Sol.
Cálculo de órbitas de satélites.
Predicción de planetas y cometas.
Estudio de mareas y lunas.
Planeación de misiones espaciales.
Videos del tema
Movimiento planetario | Órbitas, leyes de Kepler y Newton
Ley de gravitación universal | Newton, Cavendish, masa y distancia
¿Qué es la gravedad? Masa, peso y aceleración | Física básica
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