Campo Gravitacional

① CAMPO GRAVITACIONAL:

Toma una sabana.

"tiémplala" por las cuatro puntas, de unas cuerdas.

Esta lisa, no?

Ahora pon un boliche pesado en ella. Mira por debajo de la sabana, y veras el boliche estirando la sabana. Haciendo un cono.

La sabana es el espacio tiempo.

El boliche es cualquier masa en el espacio tiempo.

El hueco dejado por el boliche en la sabana solo existe si el boliche esta ahí, esa es la gravedad.

El campo gravitacional es un campo de fuerzas generado por una distribución (homogénea o no) de masa. Es decir, toda masa, simplemente por existir, genera en su entorno un campo de gravedad. Este campo es proporcional, en forma directa a la cantidad de masa que lo genera.

La gravitación es una propiedad de la materia y se expresa por fuerzas unitarias pequeñas de largo alcance; se pone en evidencia entre dos o más masas, creándose un "campo" de fuerzas de atracción entre ellas directamente proporcional a la masa de cada una de ellas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que separa sus respectivos centros. Por eso la Luna, pese a ser mucho más pequeña que el Sol, atrae más al agua de los océanos (provocando las mareas), porque esta mucho más cerca de la Tierra que el Sol

En física, un campo gravitatorio o campo gravitacional es un campo de fuerzas que representa la fuerza gravitatoria (interacción que experimentan los objetos con masa). El tratamiento que recibe este campo es diferente según las necesidades del problema.

Ejemplos de campos gravitatorios

El campo g creado por una distribución de masa esférica, viene dado en cada punto fuera de la esfera por un campo vectorial que apunta hacia el centro de la esfera

Donde r es la distancia radial al centro de la distribución. En el interior de la esfera central el campo varía según una ley dependiente de la distribución de masa (para una esfera uniforme, crece en forma lineal desde el centro hasta el radio exterior de la esfera). La ecuación, por tanto, sólo es válida a partir de la superficie exterior que limita el cuerpo que provoca el campo, punto a partir del cual el campo decrece según la ley de la inversa del cuadrado. El campo creado por una distribución de masa totalmente general en un punto del espacio, El interés de realizar una descripción de la interacción gravitatoria por medio de un campo radica en la posibilidad de poder expresar la interacción gravitacional como el producto dedos términos, uno que depende del valor local del campo y otro, una propiedad escalar que representa la respuesta del objeto que sufre la acción del campo. Por ejemplo, el movimiento de un planeta se puede describir como el movimiento orbital del planeta en presencia de un campo gravitatorio creado por el Sol. Los campos gravitatorios son aditivos; el campo gravitatorio creado por una distribución de masa es igual a la suma de los campos creados por sus diferentes elementos. El campo gravitatorio del Sistema Solar es el creado por el Sol, Júpiter y los demás planetas.

Investigue un poco sobre la ley de la inversa del cuadrado y en encontré que: La ley de la Inversa de los Cuadrados establece que la intensidad luminosa que llega a una superficie (la del motivo) se divide entre cuatro cada vez que se duplica la distancia entre la superficie y la fuente de la luz.

Se aplica en todos los casos en que se utiliza una fuente de luz puntual o muy pequeña. Para las luces difusas esta ley no se aplica.

Se basa en el hecho de que la luz de un foco puntual, se propaga como un cono con el vértice en el foco. Así, la base será más grande cuanto mayor sea la distancia entre el foco y la base (la zona a iluminar).

Sirve también para calcular el número guía de un flash.

Existe una corrección de esta ley: la Ley de Lambert, que en donde se contempla, además de la distancia al motivo, el ángulo con que incide la luz, o mejor dicho, cómo al desviarse la luz del eje de cámara, baja la intensidad de la iluminación.

Como ejemplo, te planteo lo siguiente: Iluminas un retrato con un único foco que está situado a 2 metros del fotografiado y haces una lectura con un fotómetro: f/5'6.

Pues según la ley del inverso de los cuadrados, si acercas la luz a 1 metro la lectura de la luz será de f/8 y si deberás alejarte a 4 metros para conseguir f/4.

Otro ejemplo: Si usas flash en la cámara, y todo es automático, no te tienes que preocupar de nada. Excepto si `se te acaba la luz' porque tu disparador de flash no sea lo suficientemente potente. Eso explica la gran diferencia en la exposición entre objetos y gente cerca de la cámara y aquellos que están solo unos metros más lejos.

ANTECEDENTES HISTORICOS DE CAMPO GRAVITACIONAL:

Las fuerzas gravitatorias son las primeras con las que contacta el ser humano desde su nacimiento. Cuando un niño tropieza, cae al suelo, si suelta un juguete, éste se dirige indefectiblemente hacia el suelo. Todos los actos cotidianos tienen en cuenta la existencia de las fuerzas gravitatorias. Al arrojar una lanza, ésta vuelve al suelo después de un breve vuelo.

Aristóteles interpretaba la gravedad diciendo que cada elemento tiende a volver a su “lugar natural”. Así, una piedra lanzada hacia arriba tiende a caer para unirse con lo semejante, la tierra. Este fenómeno sólo podría tener lugar en el mundo sublunar, la zona de los cambios, sometido a la corrupción. Fuera de ella no son aplicables estos fenómenos. Los cuerpos del mundo celeste cuyo único componente es el éter incorruptible están sometidos a un movimiento uniforme y circular con la Tierra como centro.

Esta idea cuestionada por los astrónomos posteriores condujo al sistema de cicloides de Ptolomeo, a fin de explicar los movimientos retrógrados de los planetas. En el mundo sublunar podía existir el movimiento rectilíneo descendente; piedra que cae, ascendente; humo que asciende hacia las nubes, como únicos movimientos naturales. Cualquier otro movimiento, por ejemplo; el lanzamiento de una flecha, eran movimientos forzados, no naturales, que precisaban de una “violencia” exterior a ellos.

Así pues, Aristóteles admitía la inercia del reposo pero no la inercia del movimiento. Otro error de Aristóteles, incuestionado hasta el siglo XVII es la correspondencia entre peso y aceleración gravitatoria. Los cuerpos más pesados caen más rápidamente que los ligeros pues manifiestan más ansiedad por lograr su posición natural.

En el siglo IV a.C. Aristarco de Samos observó que cuando la Luna está iluminada en su mitad, forma un triángulo rectángulo con la Tierra y el Sol. Midiendo el ángulo agudo obtuvo que la distancia Sol-Tierra era 20 veces la distancia Luna-Tierra (en realidad 400 veces), que el radio lunar es 1/3 del terrestre y que el diámetro del Sol era 7 veces el diámetro terrestre. Como consecuencia de estos datos propugnó la teoría de un Sol inmóvil y en torno a él, la Tierra y los otros 5 planetas conocidos; Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno girando en órbitas circulares cuyo centro es el mismo Sol, al mismo tiempo, centro de la esfera de las estrellas fijas. Esta teoría provocó respuestas airadas, acusaciones de impiedad, tal y como volvería a suceder 20 siglos mas tarde, pues ponía en tela de juicio el carácter divino reconocido a la esfera celeste. Además, al desconocerse los fundamentos de la gravedad se pensaba en términos de densidades y la Tierra, el objeto más pesado, debía estar en el centro y el resto de los astros que son de fuego puro orbitarían en torno a ella.

La cosmología aristotélica dominará toda la Edad Media añadiéndose nuevas cicloides para así explicar los movimientos, cada vez investigados con mayor precisión, de los astrónomos medievales.

El renacimiento marca el comienzo de la liberación de las tesis aristotélicas. Nicolás de Cusa suprime la bipartición entre el mundo sublunar y la región celeste. El universo es uno, diversificado y semejante así mismo. La Tierra ya no es la cloaca del universo sino una “estrella noble” que posee, además, un movimiento. Nicolás de Cusa (1.401 –1.464) niega la existencia de direcciones y de lugares Privilegiados en el espacio; “arriba” y “abajo” dejan de tener significación objetiva. Un observador, cualquiera que fuera el lugar en que se colocase vería que el universo gira en torno a él y creería que él ocupaba su centro. Esta destrucción del cosmos medieval era la condición previa para la revolución que estaba por llegar.

Incluso Leonardo da Vinci (1.452 – 1.519) afirma “La Tierra no está en el centro del círculo del Sol ni en el centro del mundo... y para el que estuviera en la Luna igual le parecería nuestra Tierra, haciendo el mismo oficio que la Luna para nosotros”.

Las ideas de Descartes (1.596-1.650) sobre la gravitación eran muy singulares. La caída de una piedra se debía al efecto de succión del vórtice de materia que rodeaba a la Tierra. Del mismo modo, las órbitas circulares de los planetas se debían al efecto de succión de la materia vorticela que rodeaba al Sol. Huygens pensó haber demostrado la teoría de Descartes al comprobar como un remolino de agua arrastraba los guijarros hacia el centro del recipiente.

Copérnico, nacido en 1.473, se encuentra con un Cosmos que precisa de 77 esferas para describir los movimientos celestes y se atreve a dar el paso decisivo. Propone un universo heliocéntrico con los planes orbitando en torno a él en órbitas circulares con velocidades distintas. Un modelo sencillo que explica los movimientos retrógrados de los planetas, la diferencia considerable en el

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