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Gravitación

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S III a.C Aristarco de Samos sostiene que el sol está fijo y la Tierra y demás planetas giran alrededor

Ptolomeo refuerza teoría geocéntrica de Aristóteles con su teoría de los epiciclos (orbitas circulares de doble movimiento y deferente”

S XVI Copérnico establece modelo geocéntrico, desde idea incial del tamaño y luminosidad del sol

S XVII: Leyes de Kepler (ley de las órbitas, ley de las áreas y Ley de los periodos T2/R3

S XVII Newton: Teoría de la gravitación universal: Explica el movimiento conjunto de todos los astros y la caída de los cuerpos. Lo que no consigue explicar es porqué los cuerpos con masa se atraen

S XIX: Faraday introduce la idea de campo y Maxwell le da forma matemática

S XX: Einstein en 1905 escribe la teoría de la relatividad, describiendo una relación inédita entre la masa, el espacio y el tiempo

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Intensidad de campoEl concepto de campo lo introduce Faraday

(S XIX) y lo estructura Maxwell. Al introducir una masa en una posición

fija y a continuación una 2ª masa no fija, aparece entre los dos una fuerza que

Tiene por modulo Gm1m2/r2

Su dirección es la de la línea que une los centros de masas de los cuerpos

Su sentido va del segundo cuerpo al primero (o del primero al segundo)

Todo cuerpo material crea, en el espacio que lo rodea, un campo gravitatorio

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1. Si la masa de la tierra es 5,97·1024 Kg y la de la luna 7.34·1022 Kg, y están separadas por 3.84·108 m. ¿Cuál es su fuerza de atracción mútua? Compáralo con la atracción mútua de 2 personas de 75 kg situadas a 0.5m. ¿Cuánto tardarían esas personas en juntarse si esa fuerza fuese constante y sin fricción?

2. ¿Por qué la Luna no cae? ¿Cuál tiene que ser su velocidad ángular de traslación? ¿Cuál es su periodo de traslación en días?

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Se entiende como campo gravitatorio una perturbación del espacio que cumple: Para un campo creado por una masa M sobre un punto en posición definida según r

Su dirección es la del vector r El sentido, al dirigirse hacia la

masa (no al punto) es –r Su módulo se define como la

fuerza por unidad de masa:G=Gmr/r3

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Supongamos un sistema de varias partículas con masas y posiciones r1, r2, r3 respecto al origen de un sistema de coordenadas. Si tomamos un punto P en una posición r, se cumple:

La intensidad de campo gravitatorio en un punto, debida a la acción de varias masas puntuales es la suma vectorial de las intensidades de campo que cada una de las masas crea individual e independientemente sobre ese punto, es decir

)(1

31

i

n

i i

in

ii rr

rrmGgg

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Determina al campo gravitatorio que crea una masa fija de 1.5·1011 Kg situada en el origen sobre el punto (4i,-4j,2k)

Determina el campo que crean sobre el origen de coordenadas tres masas de 1.5·1011, 3.0·1011 , 4.5·1011 Kg situadas respectivamente en (4i,-4j,2k), (-4i,+4j,2k) y (3i-4j)