Para Que Sirve La Ley De Gravitacion Universal?

Te explicamos la Ley de la Gravitación Universal – Una parte fundamental de tu formación en el bachillerato está comprendida en la materia de Física, la cual es fundamental si es que deseas en un futuro dedicarte a las Ciencias Naturales o a las Ingenierías; además de que en el examen IPN se hace gran énfasis en esta materia, pues la institución está orientada a la formación de los mejores profesionales de las carreras tecnológicas y científicas.

En Unitips estamos al tanto de las dudas y preocupaciones que puedas tener al presentar el examen de admisión al IPN, así que preparamos este blog para ayudarte con uno de los temas fundamentales de Física. No olvides que puedes revisar la guía de estudio del IPN para identificar todos los temas que forman parte del examen del IPN,

En Física se utiliza la observación de la realidad y la realización de numerosos experimentos, para crear, describir y corroborar los fenómenos naturales existentes, y verificar que las leyes planteadas anteriormente se cumplan. Una ley muy famosa y popularmente conocida en Física, es la enunciada por Isaac Newton: La Ley de la Gravitación Universal. Esta ley dice que existe una relación directamente proporcional entre la fuerza con que se atraen dos cuerpos, con masa 1 y masa 2 respectivamente, y que esta fuerza es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que separa a ambos cuerpos. Aquí te presento la fórmula que expresa la proporcionalidad de las fuerzas con las masas: $$F\alpha \frac \cdot m_ } }$$ Para quitar el símbolo de proporcionalidad se agrega una constante, esta constante es llamada la constante de la gravitación universal y es igual a: $$G=6.6738×10^ \frac } }$$ Esta expresión sólo es válida cuando las dimensiones de los cuerpos son pequeñas en comparación a las distancias que los separan. La Ley de la Gravitación Universa l, ha sido verdaderamente útil para calcular el movimiento de planetas alrededor del Sol, o de satélites orbitando alrededor de la tierra, por lo que ha sido considerada como una de las leyes fundamentales que deben estudiarse, y obviamente, como ya hemos mencionado, se encuentra dentro del contenido de l a guía del IPN.

Usando la Ley de la Gravitación Universal, es posible conocer la constante de la aceleración de la gravedad en la Tierra. Para esto consideremos que la Fuerza de atracción entre la masa de la tierra (M) y la masa de un cuerpo (m) es igual a la masa del cuerpo por una aceleración g. Y que esta es igual a la constante G, por el producto de las masas de los cuerpos, entre la distancia del cuerpo al núcleo de la Tierra, el cual es considerado como el centro de masa de la tierra.

$$F=m\cdot g=G\cdot \frac }$$ $$g=G\cdot \frac }$$ Como puedes ver, la masa del cuerpo se elimina de la ecuación y considerando el radio de la tierra como 6378 km y su masa de 5.9722×10^24 kg, se puede calcular la aceleración constante de la Tierra. $$g=6.6738×10^ \frac } }\cdot \frac kg} }=9.79\frac }$$ Así que ahora ya sabes cuál es la Ley de la Gravitación Universal, ya estás un poco mejor preparado para realizar tu examen de admisión al IPN ; sin embargo, te recomendamos seguir estudiando este y otros temas, así al presentar tu examen IPN, podrás contestar mejor cada pregunta y lograr el ingreso a la universidad de tu elección.

¿Cómo se aplica la ley de gravitación universal en la vida cotidiana?

Ejemplos de la fuerza de gravedad – La acción de la gravedad se verifica todo el tiempo. Aquí se listan algunos ejemplos que lo ponen de manifiesto:

1. El sencillo acto de permanecer de pie en cualquier lugar se debe a la gravedad.
2. La caída de los frutos de los árboles.
3. Las grandes caídas de agua en las cataratas.
4. El movimiento de traslación que realiza la luna alrededor de la Tierra.
5. La fuerza que se debe realizar al conducir una bicicleta para no caerse.
6. La caída de las gotas de la lluvia.
7. Todas las construcciones que realizaron los seres humanos se mantienen en pie y sobre la superficie debido a la gravedad.
8. La desaceleración que sufre un cuerpo al ser lanzado hacia arriba se debe a la gravedad.
9. El movimiento que realiza un péndulo, y cualquier clase de movimiento pendular.
10. La dificultad de saltar cuanto más peso tiene uno.
11. Las atracciones de los parques de diversiones.
12. El vuelo de los pájaros.
13. El viaje de las nubes en el cielo.
14. Prácticamente todos los deportes, en particular el lanzamiento a un aro de básquet.
15. El disparo de cualquier proyectil.
16. El aterrizaje de un avión (donde la gravedad se compensa en parte por la fuerza de sustentación.).
17. La fuerza que se debe hacer al cargar con el cuerpo algo pesado.
18. Las indicaciones de la balanza, es decir el peso de un cuerpo, no es más que su masa por la aceleración de la gravedad.

Sigue con:

: 20 Ejemplos de Fuerza de Gravedad

¿Dónde se aplica la gravitación?

La fuerza gravitatoria tiene lugar entre masas – La fuerza gravitatoria es la fuerza de atracción mutua que experimentan dos objetos con masa Podemos observar sus efectos diariamente: al levantarnos de la cama, al caminar, cuando se nos caen las cosas de las manos, cuando llueve, etc.

Su campo de acción es muy amplio, por ejemplo: el movimiento de la Luna alrededor de la Tierra, el movimiento de los planetas alrededor del Sol, el movimiento del cometa Halley en el sistema solar. Cuenta una leyenda que hace aproximadamente 400 años Galileo Galilei (1564-1642) empezó a dejar caer objetos desde lo alto de la Torre inclinada de Pisa : balas de cañón, balas de mosquetón, oro, plata y madera.

Observando lo que ocurría se dio cuenta que todos los objetos tocaban tierra al mismo tiempo, y de esta manera hizo un gran descubrimiento: La gravedad acelera a todos los objetos del mismo modo, independientemente de su masa o composición En realidad Galileo nunca realizó, que se sepa, este experimento de esta forma, pero sí hizo este descubrimiento.

La ley que rige la fuerza gravitatoria fue formulada por Isaac Newton (1642-1727) en el s. XVII y se conoce por todos como atracción gravitatoria o simplemente gravedad, Todos los objetos por el hecho de tener masa ejercen una fuerza gravitatoria sobre todos los otros objetos que tienen a su alrededor.

Existe un solo tipo de masa y todas las masas se atraen entre sí. La gravitación es la responsable de la fuerza con que la Tierra nos atrae, es decir, el peso. El estudio de la fuerza gravitatoria fue completado años más tarde por Albert Einstein (1879-1955) en su teoría de la Relatividad General a principios del siglo XX.

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¿Cuál es el efecto de la fuerza de gravedad en los seres vivos?

Lucha animal contra la gravedad – La gravedad ha tenido un efecto en el desarrollo de la vida animal desde el primer organismo unicelular. El tamaño de las células biológicas individuales es inversamente proporcional a la intensidad del campo gravitacional que ejerce sobre las células.

Es decir, en los campos gravitacionales más fuertes el tamaño de las células disminuye, y en campos gravitacionales débiles el tamaño de las células aumenta. La gravedad es entonces un factor limitante en el crecimiento de las células individuales. Células que son naturalmente más grandes que lo que en la gravedad es permitida, solo permitiría desarrollar métodos para protegerse de la sedimentación interna.

Varios de estos métodos se basan en el movimiento protoplasmático, la forma delgada y alargada del cuerpo celular, aumento de la viscosidad del citoplasma, y una amplia reducción de la gravedad específica de los componentes de la célula en relación con el plasma de suelo.

• ​ Los efectos de la gravedad en muchos organismos unicelulares son aún más drásticos.
• Durante el periodo en que los primeros animales evolucionaron para sobrevivir en la tierra mediante algún método de locomoción dirigida y por lo tanto una forma de esqueleto interno o esqueleto externo habría sido necesario para hacer frente al aumento de la fuerza de gravedad debido a que la fuerza se debilitó por el alza de la flotabilidad.

Antes de este punto, la mayoría de las formas de vida eran pequeñas y tenían una apariencia tipo lombriz o medusa, y sin este paso en la evolución no hubieran sido capaz de mantener su forma o de moverse en la tierra. Un concepto más amplio de las fuerzas gravitacionales de los vertebrados terrestres es que influyen en los sistemas músculo esqueléticos, la distribución de líquido y la hidrodinámica de la circulación.

¿Cuáles son las consecuencias de la fuerza gravitacional en la Tierra?

La Luna, la Tierra y la gravedad 06 junio 2016 ¿Alguna vez has visto un fruto o una rama caer de un árbol? ¿Y alguna vez has probado a lanzar una piedra y observar cómo caía? Esta fuerza que “atrae” las cosas hacia el suelo se llama gravedad. La gravedad hace que la Tierra tire constantemente de nosotros hacia abajo.

1. Por eso siempre tenemos los pies en el suelo.
2. Pero no hace falta estar en contacto directo con la Tierra para que nos atraiga.
3. Basta con que no estemos muy lejos de ella.
4. Esta es la razón por la que nuestro planeta gira alrededor del Sol y la Luna lo hace alrededor de la Tierra.
5. La fuerza de la gravedad depende de la masa (el peso) de cada objeto.

La fuerza con que se atraen dos objetos es proporcional a su masa y disminuye rápidamente en el momento en que los separamos. De hecho, nosotros también atraemos objetos con ‘nuestra’ fuerza gravitatoria, pero pesamos tan poco que no podemos percibirlo.

• En cambio, el Sol es tan grande que es capaz de mantenernos girando a su alrededor a pesar de estar muy lejos.
• La Luna también ejerce su propia fuerza gravitatoria, pero, como es más pequeña y ligera que la Tierra, si nos pesásemos sobre su superficie veríamos que pesamos unas seis veces menos que en la Tierra.

Podríamos preguntarnos por qué la Luna no cae sobre la Tierra al igual que una manzana cae del árbol. La razón es que nuestro satélite nunca está quieto. Se mueve constantemente a nuestro alrededor. Sin la fuerza de atracción terrestre, se alejaría flotando en el espacio.

1. Gracias a esta combinación de velocidad y distancia de nuestro planeta, la Luna siempre está en equilibrio, ni cae ni se aleja.
2. Si se moviera más rápido, se alejaría, si se moviera con más lentitud, ¡caería! Hemos dicho que la fuerza de la gravedad también depende de la distancia.
3. Si nos alejásemos lo suficiente de la Tierra, escaparíamos a su fuerza de atracción.

Y eso es lo que tratamos de hacer con las naves espaciales. Necesitamos superar la llamada ‘velocidad de escape’, que es aproximadamente 11,2 km/s (a esa velocidad, podríamos viajar de Londres a Nueva York ¡en tan solo 10 minutos!). Cuando un cohete alcanza esa velocidad, ya es libre para viajar por el sistema solar.

¿Qué pasa con el peso cuando no hay gravedad?

Efectos en el organismo – La astronauta Marsha Ivins experimentando ingravidez durante una misión espacial. Las funciones fisiológicas apenas son perturbadas por el estado de ingravidez. ​ ​ El sentido de la orientación puede ser afectado, ya que en el suelo lo rige el peso de los otolitos (minúsculos depósitos cálcicos que se hallan inmersos en el humor que llena los canales semicirculares del oído interno ).

1. Al no pasar los otolitos, se producen vértigos, náuseas y otros trastornos que no son sino los de un mareo común.
2. De todos modos, los astronautas se hallan sometidos a un entrenamiento apropiado que les preserva de tales molestias.
3. Una consecuencia, no aparente, de la ingravidez es una leve atrofia muscular y la desmineralización o pérdida de materia ósea por el esqueleto al cabo de una estancia prolongada en el espacio.

En el programa de todos los vuelos del ser humano en el espacio exterior figuran experimentos biológicos que se efectúan mediante observaciones personales o con animales de laboratorio. También existen satélites biológicos especialmente lanzados para estudiar todos los problemas relativos al comportamiento de los organismos en estado de ingravidez y sometidos a las radiaciones cósmicas.

1. ) Síndrome de adaptación al espacio o enfermedad del espacio. Malestar que ocurre en diferente medida según cada organismo humano y sólo se manifiesta dentro del primer día en ingravidez. Rara vez sucede por dos días y los casos de tres o más son nulos. Se manifiesta por mareos y vómito así como debilitamiento general. Se usó la escopolamina con poco éxito, mas ahora se usa la prometazina con muchos mejores resultados.
2. ) Efectos de la microgravedad en la distribución de fluidos en el cuerpo humano. Desplazamiento de líquidos hacia la parte superior del cuerpo. Los líquidos se desplazan hacia el tórax y la cabeza originando hinchazón y con sensación de pulsaciones en el cuello, obstrucción nasal y adelgazamiento de las extremidades inferiores y de la cintura. Este efecto provoca intolerancia ortostática al regresar a la Tierra, es decir, dificultad para estar de pie. El problema se alivia bebiendo un litro de solución salina antes de regresar a condiciones de gravedad normal.
3. ) Descondicionamiento cardiovascular y pérdida de glóbulos rojos. El corazón reduce su trabajo debido a la reducción de líquidos en el cuerpo que es de aproximadamente 10%. Así mismo disminuyen los glóbulos rojos por causas aún no comprendidas. Este efecto no afecta en la práctica a los astronautas y desaparece luego de varias semanas en la Tierra.
4. ) Descondicionamiento muscular. Debido a la falta de gravedad los músculos tienden a perder masa, ya que ni las piernas tienen que cargar el peso del cuerpo como comúnmente lo hacen, y la mayoría de los demás músculos requieren solo una ínfima parte de su energía para mover el cuerpo humano, pues el peso de las extremidades y cabeza desaparece quedando solo la inercia. Este efecto se remedia con la realización de ejercicio durante todo el tiempo de ingravidez. Los rusos han acoplado en sus trajes espaciales para misiones prolongadas unos tirantes que comprimen el cuerpo de los hombros a los pies originando a los músculos del cuerpo una fuerza contra la que deben oponerse.
5. ) Deterioro óseo. En estancias largas los huesos se descalcifican. Este efecto no es reversible y es uno de los más serios. El ejercicio no ha reflejado mejoría en este problema.

¿Cómo se puede aprovechar el efecto de la fuerza de gravedad?

Un arquitecto holandés idea la manera de convertir la atracción de la Tierra en una fuente de electricidad. Entre sus posibles aplicaciones podría haber cargadores de móviles – La GravityLight dota de luz a viviendas de poblaciones sin recursos ni acceso a la red eléctrica / Foto: GravityLight Cuando el mundo necesita encontrar nuevas formas de energía limpias y renovables, si quiere evitar el catastrófico calentamiento global causado por las actividades humanas, se suma a la lista que ya forman la solar, la eólica, la hidráulica, la geotérmica o la mareomotriz, una nueva posibilidad, una fuerza que sentimos todos los días, pero que hasta ahora a nadie se le había ocurrido cómo aprovechar.

1. La gravedad.
2. El arquitecto holandés Janjaap Ruijssenaars cree haber descubierto la manera de hacerlo.
3. Se trata de convertir la energía cinética (la del movimiento de los objetos) en eléctrica,
4. Eso ya se sabía y ya se empleaba.
5. Lo novedoso es utilizar la atracción gravitatoria de la Tierra como la energía que genere esa energía cinética.

El invento transforma la energía cinética que genera el continuo balanceo de un peso Para lograrlo, un peso de forma alargada situado en la parte alta de un dispositivo es desequilibrado para que se balancee de forma permanente, y ese movimiento constante adelante y atrás va acumulando energía mecánica en un punto situado en la parte inferior del mecanismo.

• El invento aporta una forma novedosa de aprovechar la piezoelectricidad –la cualidad de algunos materiales de adquirir una polarización eléctrica–, aprovechable para generar una corriente, cuando son deformados al ser sometidos a presiones mecánicas,
• Se trata además de un fenómeno reversible, que se vuelve a producir a la inversa cuando los materiales recuperan su forma anterior.

Y ya se viene utilizando en aparatos como micrófonos, mesas giratorias, interruptores de equipos electrónicos y encendedores. “Intuitivamente, pensé que la gravedad tenía que poder ayudar a generar energía, dado que todo es atraído hacia la Tierra. Al desequilibrar un peso apenas estable en la parte superior, usando poca fuerza, se crea una gran fuerza en un punto de la parte inferior.

La idea era que esto debía producir algo”, resume el concepto el arquitecto holandés, un innovador que anteriormente había desarrollado proyectos como una cama flotante en un campo magnético o una vivienda fabricada por una impresora 3D. Presión mecánica El sistema ideado por Ruijssenaars da una nueva dimensión a los modelos de generación piezoeléctrica ya existentes.

Y es altamente eficiente. Sólo una pequeña parte de la energía cinética se pierde en forma de calor debido al rozamiento. “Gracias al uso inteligente de la gravedad, la producción de energía del método que convierte la presión mecánica en energía eléctrica aumenta del 20% al 80% “, revela Theo de Vries, investigador asociado con la Universidad de Twente (Países Bajos), que junto a su colega Jan Holterman, otro especialista en energía piezoeléctrica, ha ayudado al arquitecto a desarrollar su idea desde VIRO, una compañía de ingeniería internacional que resuelve problemas técnicos para el sector industrial.

La profesora Beatriz Noheda, de la facultad de Matemáticas y Ciencias Naturales de la Universidad Real de Groningen, cree que la energía piezoeléctrica formará parte de nuestro futuro. “En situaciones en las que no podamos trabajar de manera sostenible con placas solares o generadores eólicos, quizá podamos usar esta nueva técnica”, opina.

Tras indagar en el potencial de generación energética de la idea, De Vries, Holterman y Ruijssenaars buscan ahora aplicaciones prácticas para el invento, cuya patente se encuentra ya en tramitación. Entre las posibilidades barajan cargadores autónomos para teléfonos móviles, generadores para iluminar viviendas e incluso pequeños electrodomésticos,

La GravityLight alimenta un LED mediante la caída de una carga de 12 kilos Aunque el uso de la gravedad como fuente de energía es novedoso, ya existe un modelo de lámpara que aprovecha la energía cinética generada por la atracción gravitatoria para dotar de iluminación a viviendas de poblaciones sin recursos y sin acceso a la red eléctrica, lo que constituye una interesante alternativa para el 20% de la población mundial que no dispone de esta posibilidad.

La GravityLight, cuya última versión se ha financiado por medio de una campaña de micromecenazgo, emplea el movimiento de un peso de 12 kilos colocado en una bolsa que se hace descender muy lentamente, a una velocidad de un milímetro por segundo, en una caída total de 1,8 metros.

1. Este movimiento acciona un piñón que gira también muy lentamente pero con una gran fuerza de torsión.
2. Un tren de engranajes convierte esta fuerza de entrada en una de salida de elevada velocidad que alimenta un motor que acciona un generador a miles de revoluciones por minuto,
3. El mismo aparato emite luz, o puede conectarse a otra fuente de iluminación para alimentarla.

El dispositivo genera un poco menos de una décima de vatio, lo que es suficiente para alimentar dispositivos LED, cuya cada vez mayor eficacia los hace más luminosos que otras fuentes de iluminación que consumen mucha más energía. Los LED convierten la lámpara gravitatoria en una alternativa mucho más útil, barata y, por supuesto, menos contaminante que las lámparas de queroseno ampliamente utilizadas en las zonas de los países en desarrollo a las que no llega la electricidad.

1. También es menos peligrosa: las lámparas de mecha abierta causan frecuentes incendios en las precarias viviendas de materiales inflamables que iluminan.
2. Por otra parte, los 780 millones de personas que según el Banco Mundial emplean estas lámparas de combustible inhalan elevadas cantidades de gases tóxicos, equivalentes a fumar dos paquetes de cigarrillos diarios.

Y un LED genera hasta cinco veces más luz. No hay color.

¿Qué es lo que sostiene la Tierra flotando en el espacio?

La tierra, en realidad, no flota en el espacio: se mueve sin cesar. Nada flota en el espacio. Lo mismo el sol, que la luna y los planetas se hallan siempre en continuo movimiento, según sabemos todos.

¿Cuál es la fuerza más débil?

30 noviembre 2014 QI es un programa de la BBC cuyo lema es que “todo es interesante”. Y sorprendente, pues a menudo descubrimos que lo que “todo el mundo sabe” es errado y que lo que no sabemos es fascinante. Ojalá que al seguir esta serie de BBC Mundo pienses: “¡ Q ué I nteresante!”.

¿Cómo se puede aplicar la tercera ley de Newton en la vida cotidiana?

5. ¿Por qué es difícil caminar sobre el hielo? – Cuando caminamos, el pie ejerce una fuerza hacia atrás sobre el suelo. Por la tercera ley de Newton, el suelo ejerce una fuerza igual pero hacia adelante sobre el pie, empujando el pie. Gracias a la fuerza de rozamiento del suelo y el pie podemos caminar.

¿Cómo se puede aplicar la segunda ley de Newton en la vida cotidiana?

Mira este ejemplo: – Cuando el automóvil de Toño no funciona, él lo empuja lo más fuerte que puede para que pueda arrancar. Entre más fuerza usa, el automóvil se mueve más rápido. Pero si Toño en vez de empujar el automóvil impulsa su bicicleta con la misma fuerza, esta andará mucho más rápido porque es más liviana.

1. Como ves, en esta ley interactúan tres elementos:, y masa.
2. La masa es la cantidad de material del que están hechos los objetos y es la responsable de que sean más pesados o livianos.
3. En el caso de Toño, su automóvil tiene más cantidades de lata, acero, vidrio y aluminio, por eso, es más pesado y más difícil de mover en comparación con su bicicleta

Anímate a hacer el siguiente experimento: Así comprobarás que los objetos entre más pesados, necesitan más fuerza para poder acelerar y moverse. Ahora, tu tarea es identificar dónde aparecen exactamente los tres elementos (fuerza, masa y aceleración) en el anterior ejercicio. ¡Continúa aprendiendo sobre las Leyes de Newton! En la siguiente página te explicamos la,