Explorando la Ley de Gravitación Universal y sus Aplicaciones

La Ley de Gravitación Universal

Fue el notable científico inglés Isaac Newton quien se propuso estudiar la gravedad mediante un enfoque científico. Descubrió que la gravedad está presente en todo momento, aunque rara vez reflexionamos sobre este fenómeno. Sin embargo, está presente, por ejemplo, en la generación de electricidad mediante la caída de agua en las grandes hidroeléctricas. También la usamos en actividades como andar en patineta o en los clavados, y se utiliza para accionar el mecanismo de precisión de los relojes de péndulo.

La reflexión sobre la caída de los objetos en general fue lo que finalmente llevó a Newton a establecer su ley de gravitación universal, que, junto con sus leyes del movimiento de los objetos, le permitieron calcular con precisión las órbitas de los planetas.

Fuerza de gravedad y peso

La fuerza con la que la gravedad de la Tierra atrae un objeto hacia su centro. Como recordarás, la segunda ley de Newton relaciona la fuerza que actúa sobre un objeto de masa con la aceleración que se produce. Por ejemplo, la fuerza que una masa de 5 kg experimenta bajo la aceleración de la gravedad es f = ma = mg = 5.0 kg * 9.81 m/s² = 49.05 newtons.

Distinción entre masa y peso

La distinción entre masa y peso desempeña un rol muy importante en la ciencia, la ingeniería y la tecnología. En este contexto, se debe considerar la diferenciación de los instrumentos que usamos para medir la masa, como las básculas, que en realidad miden el peso de un objeto.

Primera ley de Newton

Un cuerpo permanece en reposo o a velocidad constante a menos que exista una fuerza exterior que cambie su estado de movimiento o de reposo.

La tercera ley de Newton indica que las fuerzas que actúan sobre un objeto siempre aparecen en pares de acción y reacción. Estas son iguales en magnitud pero en sentidos opuestos. Así, el equilibrio ejerce sobre la masa la fuerza de su peso.

Máquinas simples

Hace 1000 años, los seres humanos desarrollaron herramientas sencillas que cambian la dirección o magnitud de la fuerza. A este tipo de mecanismo se les llama máquina simple. Entre estas destacan la palanca y la polea.

La palanca

Una palanca consiste en una barra rígida y resistente soportada por un punto de apoyo que la divide en dos partes. La fuerza de resistencia se encuentra en el extremo más cercano al punto de apoyo, y la fuerza de potencia es la fuerza que se aplica en el otro extremo.

Poleas

Las poleas sirven para transmitir una fuerza o para levantar pesos con poco esfuerzo. Por ejemplo, se utilizan para izar una bandera. Al hacer uso de la polea colocada en la parte alta del mástil, se direcciona convenientemente la fuerza que se aplica. El uso más común de las poleas es para levantar objetos pesados con poco esfuerzo. En los talleres de reparación de automóviles, puedes ver cómo se usan para retirar el motor de un vehículo.