Ley de Gravitación Universal: peso, caída libre y mareas

Resumen

El documento explica la ley de gravitación universal y sus consecuencias principales: el peso de los cuerpos, la caída libre y los ciclos de las mareas. Se distingue entre masa y peso, se define la aceleración de la gravedad g y se describe cómo influyen la posición de la Luna y el Sol en las mareas vivas y muertas.

Puntos clave

Dos cuerpos del universo se atraen con una fuerza directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre sus centros de masa.
El peso es la fuerza de atracción gravitatoria que un planeta ejerce sobre los cuerpos situados en él, dirigida hacia su centro.
El peso disminuye con la altura; la masa, en cambio, no cambia.
La caída libre es el movimiento producido únicamente por la gravedad; su aceleración se representa con la letra g.
Las mareas son subidas y bajadas cíclicas del nivel del mar, dos veces al día.
Con el Sol y la Luna alineados se producen mareas vivas; con el Sol perpendicular a la línea Tierra-Luna, mareas muertas.

Ponte a prueba

La Ley de Gravitación Universal

La gravitación universal establece que dos cuerpos cualesquiera del universo se atraen con una fuerza que es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que separa sus centros de masa. (Ver diagrama y términos específicos).

Consecuencias de la Gravitación Universal

1. El Peso de los Cuerpos

El peso de los cuerpos es la fuerza de atracción gravitatoria que la Tierra ejerce sobre los cuerpos que se encuentran en ella. Es una fuerza dirigida hacia el centro del planeta.

El valor de g, la aceleración de la gravedad, es la intensidad del campo gravitatorio creado por el planeta en el que esté situado el cuerpo. Por lo tanto, en cada planeta tiene un valor relacionado con su masa y su radio, o la altura a la que se sitúe el cuerpo. Si el cuerpo está en la superficie, R representa el radio del planeta. Si se encuentra a una altura determinada, se considera (R+h).

Conclusión: El peso de los cuerpos disminuye con la altura. No debemos confundir masa y peso. Son dos magnitudes diferentes. La masa no cambia su valor, mientras que el peso depende del planeta donde se sitúe el cuerpo y de su posición respecto al centro del planeta.

2. Caída Libre de los Cuerpos

Se le llama caída libre al movimiento que se debe únicamente a la influencia de la gravedad. Si la caída se produce en el aire, existe una resistencia que depende de la forma del cuerpo y la densidad del aire.

La aceleración a la que se ve sometido un cuerpo en caída libre recibe el nombre de aceleración de la gravedad y se representa mediante la letra g.

3. Los Ciclos de las Mareas

Las mareas son los movimientos de subida y bajada del nivel del agua del mar que se producen de forma cíclica, dos veces cada día. La Tierra da una vuelta completa alrededor de sí misma cada 24 horas, lo que resulta en dos mareas altas y dos bajas.

Cuando la Tierra se alinea con el Sol y con la Luna, el efecto de atracción gravitatoria del Sol se suma al de la Luna, provocando mareas vivas (más pronunciadas).
Cuando el Sol se coloca de tal manera que la línea Sol-Tierra es perpendicular a la línea Tierra-Luna, se compensa parcialmente el efecto atractivo del Sol al de la Luna, resultando en mareas muertas.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la diferencia entre masa y peso?

La masa es una magnitud que no cambia, mientras que el peso es la fuerza gravitatoria que depende del planeta donde se encuentre el cuerpo y de su posición respecto a su centro.

¿Qué es la caída libre?

Es el movimiento de un cuerpo que se debe únicamente a la influencia de la gravedad. En el aire existe además una resistencia que depende de la forma del cuerpo y de la densidad del aire.

¿Por qué hay mareas vivas y mareas muertas?

Las mareas vivas se producen cuando el Sol, la Tierra y la Luna están alineados, y sus atracciones se suman. Las mareas muertas aparecen cuando el Sol forma un ángulo recto con la línea Tierra-Luna, y sus efectos se compensan parcialmente.