Fuerzas gravitatorias

Cuando
hablamos de fuerza gravitatoria hablamos de fuerzas que se perciben diariamente
y a gran escala, es por ella que caminamos y no flotamos. (Getty, Keller, 2006)
Fue descubierta ya hace muchos años por un brillante físico llamado Isaac
Newton, el cual logró unificar las distintas ideas que se tenían. En sus años
era sabido que la tierra orbitaba en torno al sol, la existencia de otros
planetas y que ellos también orbitaban en torno a él, también era sabido que
las cosas al dejar de sostenerlas se caían con la misma aceleración llamada
aceleración de gravedad su valor a nivel
del mar más aceptado actualmente es de 9.8 m/s2. Lo brillante de
Newton fue darse cuenta que todos esos fenómenos ocurrían por un sólo motivo,
al cual llamó fuerza gravitatoria.
La
fuerza de atracción gravitatoria entre dos cuerpos es un fenómeno universal:
todas las partículas ejercen entre sí una fuerza gravitatoria de atracción. (Román,
2006) Como bien se dijo esta fuerza fue descubierta por Newton y publicada en
1686, cuando le cayó una manzana en la cabeza mientras hacia una siesta debajo
de un manzano.
Esta
ley dice lo siguiente:
“Toda partícula material del
Universo atrae a cualquier otra partícula con una fuerza que es directamente
proporcional al producto de las masas de ambas partículas, e inversamente
proporcional al cuadrado de la distancia que las separa y dirigida según la
recta que las une”.
Dicha
información se representa por medio de la siguiente fórmula:

En
esta fórmula, podemos señalar los siguientes aspectos:
· Las fuerzas gravitatorias son siempre de
atracción, no existen fuerzas gravitatorias de repulsión.
· Las fuerzas se producen a pares, por ejemplo,
la Luna atrae a la Tierra con la misma fuerza con que la Tierra atrae a la
Luna.
· Los cuerpos se comportan como si toda su masa
estuviera concentrada en su centro de gravedad, entonces R es la distancia
entre los centros de las esferas planetarias. (Fuerza eléctrica)
Cuando
Newton publicó por primera vez su teoría de la gravitación, para sus contemporáneos
fue difícil aceptar la idea de un campo de fuerza que pudiera actuar a través
de una distancia. Se preguntaban cómo era posible que dos masas interactuaran
aun cuando no estuvieran en contacto entre sí. (Caicedo, Gravitacion) Aunque el
propio Newton no pudo responder a esta pregunta, su teoría fue ampliamente aceptada
debido a que explicó de manera satisfactoria el movimiento de los planetas.
Un
planteamiento alternativo en la descripción de la interacción gravitacional, por
lo tanto, es introducir el concepto de un campo gravitacional que cubre cada
punto en el espacio. (Ley de gravitación universal)
Hasta
la fecha se desconoce la existencia de la partícula portadora de esta
interacción. Se supone su existencia y es llamada “gravitón”, a pesar del
esfuerzo de algunos, su existencia no está totalmente probada.
Para
comprender este tipo de fuerza observemos el siguiente video:
http://www.youtube.com/watch?v=n6k-XcK1MXQ

Fuerzas electromagnéticas

Los
átomos pueden mantener electrones orbitando en torno al núcleo, debido a la
interacción electromagnética. Como se sabe, el electrón tiene carga negativa y
el núcleo carga positiva, por lo cual estos se atraen y logran contrarrestar
las cargas, para que esto ocurra debe existir el mismo número de protones y
electrones en el átomo, o sea el átomo debe ser neutro, aunque estos también
pueden ionizarse ganando o perdiendo electrones. (Román, 2006) Existe una partícula fundamental que es la
responsable de que esta interacción se realice y es el fotón. El fotón es una
partícula sin masa y viaja a la velocidad de la luz, los fotones pueden ser
absorbidos o emitidos por el átomo.
Por
lo general, los electrones en un átomo se encuentran en estados de menor
energía, sin embargo para que un átomo pueda liberar electrones se necesita que
fotones choquen con él, llevándolo a niveles de mayor energía, estos niveles se
denominan estados excitados. Existen fotones específicos que logran que el
electrón abandone su átomo y quede en libertad. En resumen al chocar un fotón
de cualidad especial con un átomo, libera un electrón. De esta forma podemos
encontrar en la naturaleza átomos cargados eléctricamente, los cuales son
llamados iones.
Cuando
se estudiar este tema se puede llegar a conocer cómo funcionan las cargas
eléctricas, las fuerzas que intervienen en la interacción entre ellas a través
del campo eléctrico, cómo se relacionan con la materia, cómo se comportan en
presencia de un campo magnético y cómo podemos cuantificar y describir los
fenómenos asociados.
La
fuerza eléctrica es proporcional a las cargas e inversamente proporcional al
cuadrado de la distancia entre ellas. (Fuerza eléctrica)
Para
comprender este tipo de fuerza observemos el siguiente video:
http://www.youtube.com/watch?v=nePqOzswtfQ