Ley de gravitación universal de Newton
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.
Newton’s law of universal gravitation was a landmark achievement, also published in his *Principia Mathematica*. It proposed a single, universal principle to explain both the falling of an apple on Earth and the orbits of the planets around the Sun, unifying terrestrial and celestial mechanics for the first time.
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
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
- Planificación de misiones de exploración espacial (por ejemplo, maniobras de asistencia gravitacional)
- prospección geofísica de yacimientos minerales
- predecir la existencia de planetas (por ejemplo, Neptuno)
Ideas para posibles innovaciones
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