Lauro Roberto- Gravity For Kids: Introducción
- El descubrimiento de la gravedad
- El experimento de Galileo se repite... ¡en la Luna!
- Isaac Newton
- Ley de gravitación universal de Newton
- Matemáticas para encontrar planetas
- Gravedad, Luna y mareas
- La gravedad para niños Conclusión
La gravedad es la fuerza que nos impide flotar en el espacio y nos mantiene literalmente con los pies en el suelo. Sentimos los efectos de la gravedad cada segundo de nuestra vida (a menos que seamos astronautas), pero la mayoría de nosotros no le damos importancia. Este artículo pretende explicar la gravedad a los niños, y a todos los que alguna vez se han preguntado por qué caen hacia abajo en vez de hacia arriba.
(Ver más artículos sobre ciencia.)
Antes de empezar, una pregunta:
Si tuviera una pesa de 1 kg en una mano y otra de 100 g en la otra, y las dejara caer exactamente al mismo tiempo, ¿cuál caería más rápido y, por tanto, aterrizaría primero?
Encontrará la respuesta más abajo.
Si dejaras caer estas pesas al mismo tiempo, ¿cuál de ellas llegaría antes al suelo? Gravity For Kids: Introducción
Empecemos por el principio.
Si se te cae una piedra, cae al suelo. ¿Por qué?
Todo el mundo sabe que la respuesta es "gravedad".
Pero, ¿qué es la gravedad? ¡Es algo más que una palabra!
La gravedad es algo más que una palabra: es lo que tira de estos paracaidistas hacia la Tierra. La verdadera respuesta es que una fuerza, que llamamos gravedad, actúa sobre la piedra y tira de ella hacia la Tierra.
La gravedad es, sencillamente, fuerza de atracción entre objetos La piedra es atraída hacia la Tierra.
Gracias a Isaac Newton, lo sabemos:
Cuanta más masa tenga un objeto, mayor será la fuerza de atracción.
Y ...
Cuanto más cerca está algo, mayor es la fuerza de atracción.
La Tierra, al tener una masa muy grande y estar muy cerca, ejerce una fuerte atracción sobre todo lo que se encuentra en sus proximidades, incluido:
una piedra cuando se te cae,
tu cuerpo cuando te caigas,
y algo grande y redondo volando sobre tu cabeza...
... ¡La luna!
Pero, ¿por qué la Luna no se estrella contra la Tierra? ¿Y por qué Neil Armstrong no vino cayendo hacia la Tierra cuando dio su "pequeño paso para un hombre"?
Pero antes vamos a ver cómo hemos llegado a comprender la gravedad.
Gravedad para los niños: ¡es lo que mantiene los pies en el suelo! El descubrimiento de la gravedad
Volvamos a la pregunta del principio de la página:
Si tuviera una pesa de 1 kg en una mano y otra de 100 g en la otra, y las dejara caer exactamente al mismo tiempo, ¿cuál caería más rápido... y, por tanto, aterrizaría primero?
La respuesta (que espero que hayas entendido bien) es que ambos caerían a la misma velocidad (o, más concretamente, con la misma aceleración), y ambos chocarían contra el suelo al mismo tiempo.
No te preocupes si te equivocas: incluso Aristóteles (que vivió entre el 384 y el 322 a.C.) creía que los objetos más pesados caen más rápido que los más ligeros, así que estás en buena compañía.
De hecho, la mayoría de la gente creía esto hasta 1638, cuando el astrónomo italiano Galileo Galilei demostró que los objetos caen a la misma velocidad, independientemente de su peso (o, estrictamente hablando, de su masa. Consulte este artículo para averiguar la diferencia).
Los experimentos de Galileo nos ayudaron a comprender la gravedad. Nota: Un astrónomo es alguien que estudia los "cuerpos celestes", como lunas, estrellas, planetas, cometas y galaxias.
Otra nota: nos referimos a Galileo Galilei por su nombre de pila, por la buena razón de que así era como se refería a sí mismo, como era costumbre en la Italia de la época.
Se cuenta que Galileo demostró su teoría lanzando bolas de distintos tamaños desde la torre inclinada de Pisa.
Descubrió que la velocidad a la que cae un objeto no viene determinada por su peso, sino por el tiempo que lleva cayendo.
Torre Inclinada de Pisa - Donde se dice que Galileo realizó sus experimentos sobre la gravedad. El experimento de Galileo se repite... ¡en la Luna!
En 1971, el astronauta Dave Scott realizó un experimento similar al de Galileo. No desde la torre inclinada de Pisa, sino en la Luna. Scott dejó caer una pluma y un martillo y -sorpresa, sorpresa- ambos alcanzaron la superficie de la Luna al mismo tiempo.
Galileo calculó la velocidad a la que se aceleran los objetos al caer a la Tierra. Ahora se sabe que esa velocidad es de 9,81 m/s². - aunque esta cifra cambia ligeramente según el lugar de la Tierra en que se mida.
La cifra también ignora los efectos de la resistencia del aire y cualquier otro factor que pueda crear algo distinto a una caída perfecta y sin fricción.
Galileo aumentó nuestra comprensión de la gravedad, pero ni siquiera él pudo explicar por qué las cosas caían al suelo en primer lugar.
Isaac Newton
Universidad de Cambridge, Inglaterra, donde estudió Isaac Newton. Tuvo que ser el inglés Isaac Newton -posiblemente el mayor científico de la historia- quien se diera cuenta de lo que era realmente la gravedad.
Como todos los científicos, Newton utilizó el trabajo de otros científicos como base para sus propias teorías.
El astrónomo alemán Johannes Kepler había calculado la rotación de los planetas alrededor del Sol (a partir de las observaciones del astrónomo danés Tycho Brahe).
Utilizando las leyes de Kepler sobre el movimiento planetario, se puede calcular la ubicación de cualquier planeta. Utilizando las leyes del movimiento planetario de Kepler, Newton se dio cuenta de que la gravedad era una fuerza de atracción cuya magnitud dependía tanto de la masa de los objetos como de la distancia entre ellos.
Ley de gravitación universal de Newton
La ley de la gravitación universal de Newton, publicada en 1687, establece que dos cuerpos cualesquiera en el universo se atraen con una fuerza directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa". .
La ley puede escribirse como una ecuación:
F = G ((m1xm2) / r²).
La fuerza (F) entre dos objetos de masas m1 y m2 es igual al producto de sus masas dividido por el cuadrado de la distancia (r) que los separa.
G es la constante gravitatoria. Permanece igual en cualquier lugar del Universo donde se aplique.
Utilizando las leyes de Newton, podemos averiguar por qué dos objetos de diferente masa caen con la misma aceleración.
Básicamente, si la masa de un objeto se duplica, la fuerza gravitatoria se duplica, pero la tasa de aceleración sigue siendo la misma.
Si la masa de un objeto se reduce a la mitad, la fuerza gravitatoria se reduce a la mitad, pero la aceleración sigue siendo la misma.
Matemáticas para encontrar planetas
Los científicos se dieron cuenta de que Neptuno tenía que existir, ¡incluso antes de que se descubriera! Utilizando la Ley de Gravitación Universal de Newton, los científicos pudieron calcular la presencia de Neptuno antes de que fuera "propiamente" descubierto.
En la década de 1820 se descubrió que Urano (entonces el planeta más lejano descubierto) no estaba donde las leyes de Newton sugerían que debía estar.
Durante las décadas siguientes, los astrónomos ingleses y franceses llegaron a la conclusión de que el movimiento de Urano se veía afectado por otro planeta desconocido y calcularon dónde aparecería ese otro planeta, Neptuno, que fue hallado en 1846, demostrando que la ley de Newson era correcta.
Era la atracción gravitatoria de Neptuno la que afectaba a la órbita de Urano.
Gravedad, Luna y mareas
Las mareas están provocadas por la atracción gravitatoria de la Luna. Hemos descubierto que la gravedad es la fuerza de atracción entre dos objetos.
Cada partícula de materia es atraída por todas las demás partículas de la galaxia, pero la fuerza ejercida entre partículas individuales es muy pequeña, porque su masa es muy pequeña.
Pero con objetos grandes, como la Luna y la Tierra, la fuerza de atracción es muy fuerte.
De hecho, es tan fuerte que basta para mantener la Luna girando alrededor de la Tierra, en lugar de salir volando hacia el espacio.
(La masa de la Tierra es de unos 6 millones de millones de millones de kg).
Dado que la Luna es más pequeña y menos densa que la Tierra, su masa es significativamente menor. Por tanto, la fuerza de la gravedad sobre la Luna es mucho menor. En torno al 17% de la de la Tierra, de hecho.
El peso de Neil Armstrong en la Luna era sólo el 17% del que tenía en la Tierra, lo que le permitió saltar más alto de lo que podía hacerlo en la Tierra, pero aún así fue suficiente para volver a la superficie lunar.
Aunque la masa de la Luna es mucho menor que la de la Tierra, sigue afectando a ésta. La fuerza que ejerce al orbitar la Tierra tira de los océanos hacia ella, provocando mareas.
La gravedad mantiene este satélite en órbita sobre la Tierra. La gravedad para niños Conclusión
En este artículo hemos hablado de muchas cosas. Gracias a Galileo has descubierto que todos los objetos (una piedra, tú, un piano de cola) caen a la misma velocidad, sea cual sea su masa.
De nuevo, gracias a Galileo, has descubierto que, en la Tierra, los objetos aceleran a 9,81 m/s² (más o menos) cuando se dejan caer, y que esta cifra varía ligeramente en función del lugar de la Tierra en el que te encuentres.
Los trabajos de Newton demostraron que la gravedad es una fuerza de atracción entre objetos que depende tanto de la masa de éstos como de la distancia a la que se encuentran.
A partir de esto sabes que la fuerza de atracción aumenta para un objeto con más masa, y disminuye para un objeto con menos masa, lo que significa que su aceleración es una constante, G.
Hemos descubierto que la luna es la responsable de atraer los mares hacia ella, haciendo que las mareas salgan y vuelvan a entrar.
¿Por qué no leer más sobre la vida y el trabajo de los científicos que aparecen en el artículo? Muchos de ellos hicieron otros descubrimientos increíbles no sólo relacionados con la gravedad.
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