Las leyes de Newton
Siempre que oímos el nombre de Newton, pensamos con la famosa historia en la que formuló la ley de la gravitación a partir de ver caer una manzana de un árbol. Vamos a ver qué paso realmente.
1- ¿Qué pasó con la manzana?
Cuando Newton observó caer la manzana pensó: “la manzana está acelerada desde que su velocidad cambia de cero hasta que llega hasta al suelo”. Mediante la segunda ley de Newton, debe haber una fuerza que actúa sobre la manzana para provocarle la aceleración. Podemos nombrar a dicha fuerza “gravedad” y la aceleración será la debida a la gravedad. Luego imaginemos que el árbol es dos veces más grande, y otra vez vemos que la manzana caerá acelerada hasta el suelo. Esto nos sugiere que esta fuerza de la gravedad puede llegar hasta el árbol más grande. Es ahora cuando Newton empieza a reflexionar profundamente sobre lo anterior observado: “si la fuerza de la gravedad llega al árbol más grande, probablemente no llegará mucho más lejos, de hecho no llegará a todo el camino que la luna realiza alrededor de la Tierra, es decir a su órbita. Luego la órbita de la luna sobre la Tierra, podría ser consecuencia de la fuerza gravitacional, porque la aceleración debido a la gravedad podría cambiar la velocidad de la luna de tal manera que describiese una órbita.
En otras palabras: si dejamos caer verticalmente un objeto, éste cae rápidamente. Si lanzamos el objeto horizontalmente más rápido, alcanza más distancia. Newton, por tanto, imaginó que si lanzamos un objeto con mucha velocidad, éste daría vueltas alrededor de la tierra describiendo una órbita circular. Siempre estaría “atraído” hacia el centro pero nunca llegaría a tocar la superficie terrestre. Si le comunicamos más velocidad describirá una órbita elíptica.
Resumiendo: Newton dijo que los movimientos de proyectiles, trayectorias de cuerpos celestes... podrían resumirse con una única ley de Gravitación Universal, en la cual dos cuerpos cualesquiera en el Universo se ejercen una fuerza gravitacional mutuamente, que puede calcularse mediante esta fórmula Universal:
F es la fuerza gravitatoria, m y m´ son las masas de los dos cuerpos, d es la distancia entre los mismos y G es la constante gravitatoria.
En otras palabras: si dejamos caer verticalmente un objeto, éste cae rápidamente. Si lanzamos el objeto horizontalmente más rápido, alcanza más distancia. Newton, por tanto, imaginó que si lanzamos un objeto con mucha velocidad, éste daría vueltas alrededor de la tierra describiendo una órbita circular. Siempre estaría “atraído” hacia el centro pero nunca llegaría a tocar la superficie terrestre. Si le comunicamos más velocidad describirá una órbita elíptica.
Resumiendo: Newton dijo que los movimientos de proyectiles, trayectorias de cuerpos celestes... podrían resumirse con una única ley de Gravitación Universal, en la cual dos cuerpos cualesquiera en el Universo se ejercen una fuerza gravitacional mutuamente, que puede calcularse mediante esta fórmula Universal:
F es la fuerza gravitatoria, m y m´ son las masas de los dos cuerpos, d es la distancia entre los mismos y G es la constante gravitatoria.
2- Peso y Masa
En la fórmula de la gravitación, podemos observar que las masas de los cuerpos son cruciales para obtener el resultado final. Popularmente se atribuyen los mismos significados a los términos masa y peso, pero en realidad son términos un poco distintos. La masa es la cantidad de materia que tiene un cuerpo, pero el peso es la cantidad de fuerza gravitacional ejercida sobre el éste dentro del campo gravitacional; masa y peso son proporcionales, con la fuerza de la gravedad como constante de proporcionalidad. Además, la masa siempre es constante en un cuerpo, mientras que el peso depende de la posición del objeto.MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME (MCU)
Podemos decir que el movimiento circular es aquel cuya trayectoria es una circunferencia y el módulo de la velocidad es constante, es decir, recorre arcos iguales en tiempos iguales.
Estudiaremos cada uno de los parámetros del movimiento:
VELOCIDAD ANGULAR
Veamos el siguiente gráfico que representa un objeto P describiendo un movimiento circular, desde la posición P1 hasta la P2, tardando un tiempo t. Si unimos las posiciones del objeto con el centro de giro obtenemos su radiovector. En la figura se aprecia cómo el ángulo girado por el radiovector al cambiar de posición el cuerpo es n.
El ángulo se mide en Radianes (rad) y el tiempo en segundos. Por eso la velocidad angular se medirá en rad/s en el S I.
