La constante gravitacional es la constante de proporcionalidad utilizada en la Ley de gravitación universal de Newton, y se denota comúnmente por G. En la mayoría de los textos, vemos que se expresa como:
G = 6.673 × 10-11 N m2 kg-2
Se usa típicamente en la ecuación:
F = (G x m1 x m2) / r2 en donde
F = fuerza de gravedad
G = constante gravitacional
metro1 = masa del primer objeto (supongamos que es del masivo)
metro2 = masa del segundo objeto (supongamos que es del más pequeño)
r = la separación entre las dos masas
Como con todas las constantes en Física, la constante gravitacional es un valor empírico. Es decir, se demuestra a través de una serie de experimentos y observaciones posteriores.
Aunque la constante gravitacional fue introducida por primera vez por Isaac Newton como parte de su publicación popular en 1687, Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, no fue hasta 1798 que la constante se observó en un experimento real. No te sorprendas. Es principalmente así en física. Las predicciones matemáticas normalmente preceden a las pruebas experimentales.
De todos modos, la primera persona que lo midió con éxito fue el físico inglés, Henry Cavendish, quien midió la muy pequeña fuerza entre dos masas de plomo utilizando un equilibrio de torsión muy sensible. Cabe señalar que, después de Cavendish, aunque ha habido mediciones más precisas, las mejoras en los valores (es decir, poder obtener valores más cercanos a la G de Newton) no han sido realmente sustanciales.
Al observar el valor de G, vemos que cuando lo multiplicamos con las otras cantidades, resulta en una fuerza bastante pequeña. Expandamos ese valor para darle una mejor idea de cuán pequeño es realmente: 0.00000000006673 N m2 kg-2
Muy bien, ahora veamos qué fuerza ejercerían dos objetos de 1 kg entre sí cuando sus centros geométricos están separados 1 metro. Entonces, ¿cuánto recibimos?
F = 0.00000000006673 N. Realmente no importa mucho si aumentamos sustancialmente ambas masas.
Por ejemplo, probemos la masa más pesada registrada de un elefante, 12,000 kg. Suponiendo que tenemos dos de estos, espaciados a 1 metro de distancia de sus centros. Sé que es difícil imaginar que ya que los elefantes son bastante robustos, pero sigamos de esta manera porque quiero poner énfasis en la importancia de G.
Entonces, ¿cuánto obtuvimos? Incluso si redondeáramos eso, obtendríamos solo 0.01 N. En comparación, la fuerza ejercida por la tierra sobre una manzana es aproximadamente 1 N. No es de extrañar que no sentimos ninguna fuerza de atracción cuando nos sentamos al lado de alguien ... a menos, por supuesto, que seas un hombre y esa persona sea Megan Fox (aún así, sería seguro asumir que la atracción solo sería de una manera).
Por lo tanto, la fuerza de gravedad solo se nota cuando consideramos que al menos una masa es muy masiva, p. de un planeta
Permítanme terminar esta discusión con un ejercicio matemático más. Suponiendo que conoces tanto tu masa como tu peso, y conoces el radio de la tierra. Conéctelos a la ecuación anterior y resuelva la otra masa. Voila! Maravilla de las maravillas, acabas de obtener la masa de la Tierra.
Puedes leer más sobre la constante gravitacional aquí en Space Magazine. ¿Desea obtener más información sobre un nuevo estudio que encuentra que la fuerza fundamental no ha cambiado con el tiempo? También hay algunas ideas que puede encontrar entre los comentarios en este artículo: Estructuras de "Web de materia oscura" de récord observadas que abarcan 270 millones de años luz a través
Hay más sobre esto en la NASA. Aquí hay un par de fuentes allí:
- Gravedad
- La ecuación de peso
Aquí hay dos episodios en Astronomy Cast que quizás quieras ver también:
- Ondas Gravitacionales
- Lente Gravitacional
Fuentes:
- Wikipedia - Constante gravitacional
- NASA - La ecuación de peso
- Aula de Física - Ley Universal de Gravitación de Newton
