Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
Hogar » Ley de gravitación universal de Newton

Ley de gravitación universal de Newton

1687
  • Isaac Newton
Isaac Newton calcula las fuerzas gravitatorias en un laboratorio histórico.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

Esta ley establece que cada partícula atrae a todas las demás partículas del universo con una fuerza directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre sus centros. La fórmula es [latex]F = G frac{m_1 m_2}{r^2}[/latex], donde [latex]G[/latex] es la constante gravitacional. Unificó las leyes terrestres y celestes. mecánica.

La ley de gravitación universal de Newton fue un logro trascendental, también publicado en sus *Principia Mathematica*. Proponía un principio único y universal para explicar tanto la caída de un globo terráqueo como la de un globo terráqueo. manzana en la Tierra y las órbitas de los planetas alrededor del Sol, unificando por primera vez la mecánica terrestre y celeste.

La ley se expresa mediante la ecuación [latex]F = G frac{m_1 m_2}{r^2}[/latex]. Esta ecuación encierra varios conceptos profundos. La fuerza es proporcional al producto de las dos masas ([latex]m_1[/latex] y [latex]m_2[/latex]), lo que indica que la gravedad es una propiedad de la masa misma. La fuerza sigue una ley del inverso del cuadrado, lo que significa que se debilita con el cuadrado de la distancia [latex]r[/latex] entre los objetos. Esta forma matemática fue crucial para derivar correctamente las leyes de Kepler sobre el movimiento planetario. La fuerza siempre es atractiva y actúa a lo largo de la línea que conecta los centros de los dos cuerpos. La constante de proporcionalidad, [latex]G[/latex], es la constante gravitacional universal, una constante fundamental de la naturaleza cuyo valor debe determinarse experimentalmente. Henry Cavendish la midió con precisión por primera vez en 1798.

La teoría de Newton tuvo un éxito increíble, permitiendo predicciones precisas de las posiciones planetarias, explicando las mareas oceánicas como resultado de la atracción gravitatoria de la Luna y el Sol, e incluso llevando al descubrimiento de Neptuno a través de sus perturbaciones gravitatorias en la órbita de Urano.

A pesar de su éxito, la teoría presentaba dificultades conceptuales, como la idea de la «acción a distancia»: cómo la gravedad podía actuar instantáneamente a través del vacío. Tampoco lograba explicar a la perfección la precesión de la órbita de Mercurio. Estos problemas fueron finalmente resueltos por la teoría de la relatividad general de Albert Einstein, que describe la gravedad no como una fuerza, sino como la curvatura del espacio-tiempo causada por la masa y la energía. No obstante, la ley de Newton sigue siendo una aproximación excelente y muy precisa para casi todas las aplicaciones prácticas.

UNESCO Nomenclature: 2211
– Física

Tipo

Derecho físico

Ruptura

Revolucionario

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Leyes de Kepler sobre el movimiento planetario
  • El trabajo de Galileo sobre la caída de los cuerpos
  • Las sugerencias de Robert Hooke sobre una ley del inverso del cuadrado
  • heliocentrismo copernicano

Aplicaciones

  • cálculo de órbitas satelitales y planetarias
  • predecir mareas
  • exploración espacial Planificación de la misión (por ejemplo, maniobras de asistencia gravitatoria)
  • prospección geofísica de yacimientos minerales
  • predecir la existencia de planetas (por ejemplo, Neptuno)

Patentes:

NA

Ideas para posibles innovaciones

  • enjambres de microsatélites que utilizan gradientes gravitacionales para un posicionamiento relativo preciso
  • Conceptos de rayo tractor que utilizan ondas gravitacionales enfocadas (altamente teórico)
  • Mapeo de alta precisión de reservas de agua subterránea y formaciones geológicas desde la órbita
  • autonomous deep-space probes that navigate using gravitational-assist ‘slingshots’ around multiple planets
  • gravedad artificial generation in spacecraft using fuerza centrífuga, whose design parameters are governed by newtonian principles
  • Simulaciones avanzadas para predecir trayectorias de asteroides y diseñar estrategias de desviación
  • Modelos de lentes gravitacionales para mapear la materia oscura, utilizando la gravedad newtoniana como aproximación de primer orden
  • Imágenes médicas no invasivas basadas en pequeñas variaciones de densidad dentro del cuerpo (exploración gravimétrica)
Relacionado con: gravitación, newtonLey del inverso del cuadrado, gravedad, mecánica celeste, órbitas, constante de gravitación universal, relatividad general.

Contexto histórico

Ley de gravitación universal de Newton

1650
1650
1678
1687
1687
1738
1750
1650
1650
1672
1687
1687
1738
1750
1757

(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

décimo año aniversario

Las imágenes en tamaño completo y las descargas solo están disponibles, de forma totalmente gratuita, para los miembros registrados.

> Acceso <