--- CAPÍTULO 2 (d)

Isaac Newton

ISAAC NEWTON
Y LA FUERZA GRAVITATORIA

Recapitulando lo presentado hasta aquí, vimos que los planetas giran alrededor del Sol, mientras el Sol y miríadas de estrellas compañeras de éste, giran alrededor de un  centro de rotación ubicado en algún lugar de la Vía Láctea, nuestra galaxia. Las estrellas que conforman ésta y tantas otras galaxias, también giran alrededor de sus respectivos centros. Así de seguido, desde el origen de los tiempos hasta los confines del universo (si es que el universo tiene confines…!)
Bien vale entonces preguntarnos ¿cuál es la fuerza primordial que mantiene a todo este sistema en movimiento con una precisión asombrosa? Previamente nos habíamos referido a las galaxias como sistemas gravitatorios. ¿Por qué empleamos ese nombre? Pues precisamente porque el factor que da cohesión y armonía a todo este universo de cuerpos girando, es la fuerza gravitatoria, también definida como campo gravitatorio.
Previamente a que Isaac Newton desarrollara con precisión el concepto de fuerza gravitatoria, ya se intuía que el movimiento de los planetas tal cual lo había descripto Johannes Kepler (figura 7), estaba gobernado por 'alguna fuerza' que el Sol ejercía sobre los mismos. Luego y casi a finales del siglo 17 (1.687) Isaac Newton (figura 28) presentó su estudio detallado en su obra denominada Pilosophiae Naturales Principia Matemática. Posteriormente ese estudio fue denominado ley de la gravitación universal. Esta postula que TODA PARTÍCULA DE MATERIA 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 SEPARA A AMBAS PARTÍCULAS.

Esta proporcionalidad puede transformarse en una ecuación mediante la constante “g”, llamada constante gravitacional. De modo tal que:

F = g x m1 x m2/r2

El valor de “g” fue determinado por Henry Cavendish, a casi 100 años de enunciada la ley por parte de Newton. La dirección sobre la que actúa esa fuerza gravitatoria está determinada por la recta que une a las dos partículas. Esa fue la base que pasó a explicar satisfactoriamente todo el movimiento del los astros, también denominado mecánica celeste. Dado que cualquier fuerza aplicada a un objeto, le comunica una aceleración constante, se ha podido determinar la aceleración que a cualquier objeto le comunica la fuerza gravitatoria terrestre. Esta tiene un valor medio de 9,8 m/seg., aunque presenta variaciones, tanto con la latitud, como con la altitud.

Variaciones de “g” con la latitud

La aceleración de la gravedad terrestre varía entre el Ecuador y los polos, debido al acortamiento del radio de la Tierra hacia sus polos. Por lo tanto la fuerza gravitatoria es mayor en los polos y disminuye al aproximarnos al Ecuador, donde la distancia al centro de la Tierra es mayor, por ser mayor el radio terrestre (figura 29).
Además debemos considerar que sobre cualquier punto de la superficie terrestre, en realidad la fuerza gravitatoria es una resultante entre la atracción gravitatoria y la fuerza centrífuga originada en la rotación terrestre. Como la fuerza centrífuga terrestre es proporcionalmente menor hacia latitudes mayores, por lo tanto también esto incide en que la aceleración gravitatoria sea mayor hacia latitudes mayores.

Variaciones de "g" con la altitud

En la fórmula correspondiente a la fuerza gravitatoria, habíamos mostrado que esta es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia existente entre cualquier partícula y el centro de la Tierra. Por lo tanto la fuerza gravitatoria disminuye a medida en que nos alejemos del centro terrestre. En consecuencia, la fuerza gravitatoria será menor sobre una montaña que en una llanura.

Variaciones de "g" con la Topografía

En cualquier lugar de la superficie terrestre, la fuerza gravitatoria  es afectada por la presencia de masas próximas. Esas masas, como por ejemplo las que pueden estar representadas por montañas (figura 30), generarán atracciones gravitatorias secundarias, que contrarrestarán en partes la fuerza gravitatoria terrestre de los puntos más bajos, vecinos a la montaña en cuestión.
Finalmente debemos considerar que todos los cuerpos celestes, tanto los del sistema solar como los de todo el Universo conocido, forman diferentes sistemas gravitatorios proporcionales a sus respectivas masas. Por ejemplo, la fuerza gravitatoria en la superficie de la Luna es 1/6 de la fuerza gravitatoria terrestre, debido a la menor masa de este satélite.

Continúa...