Tierra de gravedad
Imagina dos o más dimensiones adicionales del espacio enroscadas en regiones demasiado pequeñas para que las percibamos directamente. Imagine un trozo de gravedad como una cuerda vibrante que recorre las más de 5 dimensiones del espacio. Imagina el propio espacio retorcido y curvado cerca de un agujero negro. Este es el sorprendente mundo de la investigación sobre la gravedad.
Los modelos de la gravedad comenzaron con Aristóteles (384-322 a.C.), quien pensaba que el lugar natural de un objeto era “abajo” y esto describía la gravedad. Galileo (1564-1642) demostró, mediante experimentos, que la gravedad hacía que todos los objetos cayeran a la Tierra a la misma velocidad, pero no pudo explicar por qué. Isaac Newton (1642-1727) nos proporcionó su Ley Universal de la Gravedad. Aunque Newton contribuyó en gran medida a nuestra comprensión del funcionamiento de la gravedad, todavía no sabemos por qué funciona.
La ley de Newton establece que todo objeto del universo con masa atrae a cualquier otro objeto del universo que tenga masa. Esta fuerza es proporcional al producto de las dos masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre sus centros. Así, dos tazas de café tienen una fuerza de atracción entre sí, y dos planetas también tienen una fuerza de atracción entre sí, al igual que un planeta y una taza de café. Todos los objetos poseen inercia (tendencia a mantener su estado de movimiento). Los objetos con mayor masa tienen mayor inercia. Así, cuando la taza de café y el planeta se mueven libremente, la taza es la que se mueve porque el planeta tiene demasiada inercia para moverse de forma apreciable. Así, la taza “cae” sobre el planeta. La fuerza de gravedad sobre un objeto en la Tierra es el “peso” del objeto.
Fórmula de la fuerza gravitatoria
La “microgravedad” no es una ciencia, como algunos suponen, sino un entorno particular en el que se puede realizar ciencia. La razón principal para llevar a cabo las ciencias básicas en esas condiciones de microgravedad, caída libre o casi ingravidez es, efectivamente, que se elimina el peso de la masa. Esto da lugar a una menor tensión mecánica dentro de un sistema, a una menor o casi nula convección, a una reducción de las diferencias de presión dentro de un sistema, etc.
Además de las ciencias básicas en las que utilizamos el entorno de microgravedad, también tenemos las ciencias operativas en las que tenemos que hacer frente al entorno de microgravedad. En las ciencias operativas, que a menudo también se denominan ciencias aplicadas, hay que desarrollar y utilizar sistemas para los campos de las ciencias físicas y de la vida que faciliten la existencia dentro de dicho entorno. Por ejemplo, todos los sistemas fluídicos y bifásicos tienen que seguir funcionando sin la fuerza de sedimentación de la gravedad en todo tipo de sistemas llenos de fluidos en las estaciones espaciales, pero también en los depósitos de combustible de otros satélites.
La gravedad es una fuerza
Contraste de los puntos de vista de los estudiantes y de los científicosExperiencias cotidianas de los estudiantesLas cosas que caen hacia la Tierra son sucesos tan familiares que los estudiantes pueden considerar estos acontecimientos como “naturales” sin necesidad de más explicaciones.Incluso los estudiantes que utilizan la palabra “gravedad” en un contexto apropiado pueden no ser capaces de explicar lo que es, o serán inconsistentes en sus explicaciones.Investigación:
Watts (1982)Visión científicaSe considera que las fuerzas gravitatorias están intrínsecamente ligadas a lo que llamamos “masa”. Existe una fuerza de atracción gravitatoria entre todos los objetos del universo. La magnitud de la fuerza gravitatoria es proporcional a las masas de los objetos y se debilita a medida que aumenta la distancia entre ellos. Ambos objetos ejercen una fuerza de atracción igual entre sí: un objeto que cae atrae a la Tierra con una fuerza del mismo tamaño que la Tierra le atrae a él. La gran diferencia de masa entre la Tierra y el objeto que cae hace que el movimiento de la Tierra sea imperceptiblemente pequeño.Sólo notamos las fuerzas gravitatorias si uno de los objetos implicados tiene una masa enorme (como la Tierra). En todos los intentos de comparar las fuerzas gravitatorias con otras fuerzas, éstas son relativamente mucho más débiles que
Definición de gravedad
De las cuatro fuerzas fundamentales (la gravedad, la electromagnética, la nuclear fuerte y la nuclear débil), la gravedad es la más conocida. A Isaac Newton se le atribuye el “descubrimiento de la gravedad”. Lo que hizo en realidad fue darnos una interpretación analítica de la gravedad, es decir, describir las cantidades que determinan la fuerza gravitatoria sobre un objeto.
Según Newton, dos objetos cualesquiera tienen una fuerza de atracción que intenta acercarlos. La magnitud de esta fuerza depende de la masa de cada objeto y de la distancia entre los centros de los dos objetos. Matemáticamente, decimos que la fuerza de gravedad depende directamente de las masas de los objetos e inversamente de la distancia entre los objetos al cuadrado. [F = G M1 M2 / D2] La G en la relación es una constante que se llama la constante gravitacional universal.
Para los objetos cotidianos, como las personas, los coches, las pelotas y los aviones, la fuerza de gravedad entre dos de estos objetos es tan pequeña que resulta insignificante. Sin embargo, cuando uno de los objetos es muy masivo, como la Tierra, la fuerza de gravedad se vuelve significativa. Tu peso es, en realidad, la fuerza de gravedad entre la masa de tu cuerpo y la masa de la Tierra. Sentimos que la Tierra tira de nosotros con una fuerza que llamamos gravedad.