Curso Escrito en Línea de Gravitación
El sistema solar
¿Qué es el sistema solar?
Generalmente considera que el sistema solar está formado por el Sol y todas las estrellas que giran a su alrededor.
¿Cuáles son las estrellas que forman parte del sistema solar?
– El Sol: es la estrella más grande del sistema solar y se encuentra en su centro.
Es una estrella de tamaño mediano que se formó hace unos 5 mil millones de años casi al mismo tiempo que las otras estrellas del sistema solar.
Tenga cuidado: las otras estrellas parecen mucho más pequeñas que el Sol porque están mucho más lejos y no son parte del sistema solar.
– Los planetas: giran alrededor del Sol y son ocho en número. En el orden de distancia del Sol, primero están Mercurio, Venus, la Tierra y luego Marte, que son planetas telúricos (con una superficie rocosa sólida), luego están Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno, que son planetas gaseosos
– Planetas enanos: como los planetas giran alrededor del Sol pero son más pequeños que este último. Plutón, Caronte, Eris y Sedna entran en esta categoría.
– Satélites naturales: los planetas a veces están acompañados en su carrera alrededor del Sol por pequeñas estrellas que giran a su alrededor y que se llaman satélites naturales. La Luna es el satélite natural de la Tierra, Marte tiene dos pequeños (Deimos y Phobos) y los planetas gaseosos tienen cada uno varias docenas.
– Asteroides: también son estrellas que giran alrededor del Sol pero de un tamaño generalmente más pequeño que varía de unos pocos metros a cien kilómetros.
Se concentran principalmente en un área llamada cinturón de asteroides que se encuentra entre Júpiter y Marte, así como en un área muy lejos del Sol llamada cinturón de Kuipper.
– Cometas: como los asteroides giran alrededor del Sol, pero tienen una trayectoria aplanada que los acerca regularmente a este último y los hace visibles desde la Tierra acompañados de un largo rastro de polvo y vapor de agua llamado cola de cometa.
El movimiento de las estrellas del sistema solar.
El punto común de los planetas, planetas enanos, cometas y asteroides es rotar alrededor del Sol siguiendo una trayectoria casi circular.
Este movimiento se origina en el Sol, que actúa sobre estas estrellas a través de un fenómeno llamado gravitación .
Interacciones
Definición: Decimos que dos cuerpos están en interacción si estos dos cuerpos ejercen una acción el uno sobre el otro.
Ejemplo: interacción magnética
Antes de estudiar la gravitación, primero nos interesan las interacciones magnéticas que servirán como punto de comparación.
Los imanes móviles se colocan uno cerca del otro (por ejemplo, en un flotador o en un soporte con ruedas).
Dirección y dirección de movimiento de los dos imanes.
Obtenemos resultados diferentes según los polos que se enfrentan:
Si los polos son idénticos (dos polos norte o dos polos sur), los dos imanes se alejan: se repelen entre sí.
Si los polos son diferentes (un polo norte opuesto a un polo sur), entonces los dos imanes se acercan: se atraen entre sí.
Velocidad de movimiento
En ambos casos, el movimiento de los imanes es más rápido cuando inicialmente están cerca uno del otro.
Si los dos imanes utilizados son idénticos, durante su movimiento se acercan o se alejan el uno del otro a la misma velocidad.
Está justificado hablar de interacción magnética porque cuando un imán sufre una acción, el otro también.
La interacción magnética es una interacción remota porque no es necesario el contacto entre los imanes.
Durante una interacción magnética entre dos imanes, las acciones que se ejercen tienen características verificadas durante todas las interacciones:
Las dos acciones se llevan a cabo a lo largo del mismo eje (misma dirección)
Las dos acciones funcionan en direcciones opuestas.
Ambas acciones se ejercen con la misma intensidad.
La interacción de la gravitación.
La gravitación también es una interacción, pero a diferencia de la interacción magnética que solo tiene lugar entre cuerpos con polos magnéticos, esta última tiene lugar entre todos los cuerpos que tienen masa.
Todos los cuerpos que nos rodean tienen una masa (desde la más pequeña hasta la más grande), por lo que todos participan en interacciones gravitacionales.
La interacción gravitacional y la interacción magnética comparten las características específicas de todas las interacciones:
Las acciones que se ejercen tienen la misma dirección.
Las acciones que tienen lugar tienen significados opuestos.
Las acciones se ejercen con la misma intensidad.
Comparten otros puntos comunes:
Ambas son interacciones remotas.
Son más intensos cuanto más cerca están los cuerpos que interactúan.
Sin embargo, estas interacciones difieren en dos puntos:
La interacción magnética puede ser repulsiva o atractiva, mientras que la gravitación solo es atractiva: dos cuerpos, bajo el efecto de la gravitación, solo pueden atraerse entre sí.
Hay dos tipos de polos magnéticos (norte o sur) pero solo un tipo de masa.
Los efectos de la interacción gravitacional
Entre la tierra y un objeto
Cuando se cae un objeto, se produce un fenómeno que nos es familiar: se cae.
Esta caída es causada por la atracción que sufre de la Tierra y que se origina en la interacción gravitacional que se ejerce entre los dos cuerpos (el objeto y la Tierra).
Es la interacción gravitacional la responsable de la caída de los objetos.
Para ser más precisos, un objeto que cae al suelo se mueve hacia el centro de la Tierra.
Como se trata de una interacción, uno puede preguntarse por qué la Tierra no se mueve hacia el objeto. ¿Por qué la Tierra permanece inmóvil cuando el objeto se mueve y ambos están sujetos a acciones de la misma intensidad?
Esta diferencia se debe a la masa de los objetos que interactúan: si somete a objetos de diferentes masas a la misma acción, los efectos son mayores para el objeto de menor masa. Por ejemplo, si proyecta dos objetos con la misma fuerza, le da más velocidad al objeto más ligero. Obviamente, la Tierra tiene una masa claramente superior a la de los objetos que nos rodean y los efectos de la interacción son tan pequeños que no son observables.
Entre dos objetos
Se supone que la interacción gravitacional se ejerce sobre todos los objetos que tienen una masa, como es el caso de los objetos que nos rodean: muebles, ropa, lápiz, seres humanos, etc.
Sin embargo, estos objetos no apuntan uno hacia el otro como podrían hacerlo dos imanes de atracción.
La interacción gravitacional funciona bien entre estos objetos, pero en la escala de su masa, esta interacción es tan débil que es incapaz de vencer sería solo la fricción del aire que separa el objeto.
Para que los objetos atraigan tendrían que colocarse en el vacío espacial
Entre el sol y la tierra
La interacción gravitacional también está en el origen del movimiento de la Tierra alrededor del Sol.
¿Por qué la interacción gravitacional entre el Sol y la Tierra no conduce a la unión de estos dos cuerpos?
Podemos comparar la situación con la de una eslinga que consiste en un objeto unido a una cuerda, que rotamos:
la mano que sostiene la cuerda ejerce una atracción sobre el último, que a su vez ejerce una atracción sobre el objeto Esta atracción combinada con una cierta velocidad que se comunica inicialmente al objeto permite rotar el objeto.
Ejemplo de honda
La situación de la Tierra es comparable: está sujeta a una acción atractiva por parte del Sol que, combinada con la velocidad que poseía en el momento de su formación, condujo a este movimiento alrededor del Sol.
Nota: todos los movimientos de revolución encontrados en el sistema solar se pueden interpretar de la misma manera (movimiento de otros planetas alrededor del Sol, movimiento de la Luna y satélites artificiales alrededor de la Tierra, movimiento de otros satélites naturales, movimiento del sistema solar alrededor del centro de la galaxia, etc.)
