Fundamentos de la Ley de Gravitación Universal y Ley de Coulomb

Interacciones fundamentales: Gravitación y Electrostática

Ley de gravitación universal (Isaac Newton)

Dos partículas materiales se atraen mutuamente con una fuerza directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

• G: Constante de gravitación universal.
• Nota: Siempre son fuerzas atractivas. G es una constante universal y el campo no depende del medio.

Campo gravitatorio

Es la perturbación que un cuerpo produce en el espacio que lo rodea por el hecho de tener masa.

• Intensidad (g): En un punto del espacio, es la fuerza que actuaría sobre la unidad de masa situada en ese punto.

Para conocer el campo gravitatorio creado por una partícula de masa M en un punto P situado a una distancia d, colocamos en este punto una masa de prueba m y medimos la fuerza gravitatoria que esta experimenta.

Ley de Coulomb

La fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas eléctricas puntuales es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

• Dos cargas del mismo signo se repelen.
• Dos cargas de distinto signo se atraen.
• Nota: Pueden ser atractivas o repulsivas. Son de mayor intensidad que las gravitatorias y la constante K varía dependiendo del medio.

Campo eléctrico

Es la perturbación que un cuerpo produce en el espacio que lo rodea por el hecho de tener carga eléctrica.

• Intensidad (E): En un punto del espacio, es la fuerza que actuaría sobre la unidad de carga positiva situada en ese punto.

Concepto de campo de fuerzas

Decimos que existe un campo de fuerzas en un lugar del espacio si, al colocar en él un cuerpo de prueba, este queda sometido a una fuerza.

Leyes de Newton

1.ª ley de Newton o ley de la inercia

Un cuerpo permanece en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme si no actúa ninguna fuerza sobre él, o si la resultante de las fuerzas que actúan es nula.

2.ª ley de Newton o ley fundamental de la dinámica

Si sobre un cuerpo actúa una fuerza resultante, este adquiere una aceleración directamente proporcional a la fuerza aplicada, siendo la masa del cuerpo la constante de proporcionalidad: F = m · a.

3.ª ley de Newton o principio de acción y reacción

Si un cuerpo ejerce una fuerza F₁₂ sobre otro cuerpo, este, a su vez, ejerce sobre el primero una fuerza F₂₁ con el mismo módulo y dirección, pero de sentido contrario: F₁₂ = -F₂₁. Las fuerzas son simultáneas.