Cap 11 - Gravedad y Movimiento

 

Ciencias Físicas 2

 

Capítulo 11

Gravedad y Movimiento

 

GRAVEDAD Y MOVIMIENTO La velocidad tangencial de la Luna en torno a la Tierra le permite caer alrededor de la Tierra, y no directamente hacia ella. Si esa velocidad tangencial se redujera a cero, ¿cuál sería el destino de la Luna?.

 

La constante G de a !ravitaci"n #niversa Método ue us! "olly para medir #. La es$era de masa m% y m& se atraen entre sí con una $uer'a ( igual a los pesos necesarios para restaurar el euili)rio.

 

GRAVEDAD Y DI$TANCIA +La ley del inverso del cuadrado

La pintura esparcida viaja en direcci!n radial alejándose de la )ouilla de la lata, en línea recta. *l igual ue la gravedad, la +intensidad de la rociada o)edece la ley del inverso del cuadrado.

 

GRAVEDAD Y MOVIMIENTO +La ley del inverso del cuadrado Seg-n la ecuaci!n de e/ton, su peso 0no su masa1 disminuye al aumentar su distancia al centro de la Tierra.

 

GRAVEDAD Y MOVIMIENTO +La ley del inverso del cuadrado Si una man'ana pesa %  en la super$icie super$ici e terrestre, s!lo pesaría 2  al do)le de la la Tierra. distancia centro *llatriple *l de de distancia s!lo pesaría %34  . ¿5uánto pesaría a cuatro veces la distancia? ¿* cinco veces la distancia?

 

GRAVEDAD Y MOVIMIENTO +La ley del inverso del cuadrado

Tu peso es igual a la $uer'a con ue comprimes el suelo ue te sostiene. Si el suelo acelera hacia arri)a o hacia a)ajo, ue tu peso varía 0aunue a $uer'a invaria)le1 gravitacional mg act-a so )re so)re tí permane'ca

 

GRAVEDAD Y MOVIMIENTO +La ley del inverso del cuadrado

 s o  e   p  e  n    n    n    e e   i   t    o   n    s  o   )  *  m

 

GRAVEDAD Y MOVIMIENTO M*67*S 8579:5*S

 

GRAVEDAD Y MOVIMIENTO ;na es$era de gelatina permanece es$érica cuando se tira de todas sus partes por igual en la misma direcci!n. direcci !n. Sin em)argo, cuando uno de sus lados es atraído más ue el otro, su $orma se alarga.

 

Gr%&ca de a !ravedad en '#nci"n de a distancia (no est% a escaa)* Mientras mayor sea la distancia al Sol, la $uer'a ( será menor, porue varía seg-n %3d, y en consecuencia las mareas serán menores.

 

GRAVEDAD Y MOVIMIENTO

os a)ultamientos de marea marea permanece permanecen n relativamente $ijos con respecto a la Luna,  cuando la Tierra gira diariamente )ajo ellos.

 

LA MAREA$

 

LA$ MAREA$

5uando se alinean las  atracciones del Sol y la Luna, suceden  las mareas vivas.

 

LA$ MAREA$

 

5uando la atracci!n del Sol y la Luna $orman un ángulo de 4@A, hay media Luna y se producen las mareas muertas.

 

LA$ MAREA$ esigualdad de lasdemareas vivas enpersona un día. Bor la inclinaci!n la Tierra, una en le hemis$erio norte podrá decir ue la marea más cercana de la Luna es mucho másdespués. )aja 0o La másdesigualdad alta1 ue lade viene medio día las mareas varían de acuerdo con las posiciones de la Luna y el Sol.

 

MAREA$ EN LA L+NA La atracci!n de la Tierra so)re la Luna, en su centro de gravedad, produce un torue en el centro de la masa de la Luna, ue tiende a hacer girar el eje mayor de la Luna para alinearse con el campo gravitacional de la Tierra 0como una )r-jula ue se alinea con el campo magnético1. C7s la causa de ue s!lo una cara de la Luna vea hacia la TierraD

 

CAM,O$ LO$ CAM,O$ GRAVITACIONALE$

  Las líneas de campo representan al campo

•

gravitacional ue rodea la Tierra.   onde están mas cerc cercano ano entre sí las líneas de campo, el campo es más intenso.   Más lejos, donde las líneas de campo están mas alejadas •

•

entre si, eldé)il. campo es mas

 

GRAVITACI-N +NIVER$AL +(ormaci!n del sistema solar ;na es$era de gas interestelar, ue gira lentamente, se contrae a causa de la gravitaci!n mutua. conserva su momento angular angu lar pero aumenta su rapide'. 7l incremento en la cantidad de movimiento de la partícula independiente y los grupos de ellas las hace 0c1 recorre recorrerr trayectorias más amplias en torno al eje de rotaci!n y se se produce una $orma discoidal en general. La mayor área super$icial del disco impulsa el en$riamiento y la condensaci!n de la materia en tor)ellinos= es el nacimiento de los planetas.

 

,ROYECTILE$ MOVIMIENTO R.,IDO CON / $AT0LITE$ $AT0LITE$

¿5on ue rapide' se lan'a la pelota?

 

,ROYECTILE$ CON MOVIMIENTO R.,IDO / $AT0LITE$ $AT0LITE$ Lan'a una piedra con cualuier rapide' y después de un hu)iera segundoestado ha)rásicaído Em de)ajo de donde no hu)iera gravedad.

 

,ROYECTILE$ CON MOVIMIENTO R.,IDO / $A $AT0LITE$ 5urvatura de la Ti Tierra erra Cno está a escalaD

 

,ROYECTILE$ CON MOVIMIENTO R.,IDO / $AT0LITE$ Si la rapide' de la piedra y la curvatoria de su trayectoria $uera lo su$icientemente grande, la piedra se trans$ormaría en satélite.

 

,ROYECTILE$ CON MOVIMIENTO R.,IDO / $AT0LITE$ $AT0LITE$ 7l tras)ordador espacial es un proyectil proy ectil en estado constante de caída li)re. e)ido a su velocidad tangencial, cae alrededor de la Tierra, en lugar de caer a ella verticalmente.

 

-R1ITA$ A$ CIRC+LARE$ CIRC+LARE$ DE -R1IT $AT0LITE$ Mientras mayor sea la velocidad con la ue se lan'a 0una piedra1, llegará más lejos al caer a tierra. 7n consecuencia podemos suponer ue si la velocidad se aumenta, descri)iría un arco de %, &, E, %@, %@@, %@@@ millas para llegar a tierra hasta ue por -ltimo, re)asando los límites de la Tierra, iría al espacio sin tocarla. F :saac e/ton, el sistema del mundo.

 

-R1ITA$ A$ CIRC+LARE$ CIRC+LARE$ DE DE -R1IT $AT0LITE$

Si se dispara con la rapide' su$iciente, la )ola entrará en !r)ita.

 

La $uer'a de la gravedad so)re la mesa de )oliche esta a 4@A Lo mismo sucede si la mesa es muy larga respecto a su direcci!n de movimiento, por lo ue no tiene tiene y esta +nivelada la componente $uer'a ue tire con la curvatura de de atrás, la )olay hacia o hacia ruedadelante con rapide'

la Tierra.

 

constante.

-R1IT -R1ITA$ A$ CIRC+LARE$ CIRC+LARE$ DE DE $AT0LITE$ ¿Gué rapide' permitirá ue la )ola salve el hueco?

 

-R1IT -R1ITA$ A$ CIRC+LARE$ CIRC+LARE$ DE DE $AT0LITE$

7l empuje inicial del cohete lo impulsa so)re la atm!s$era. Se reuie reuiere re otro empuj!n para llegar a una velocidad tangencial mínima de H Im3s para ue el cohete caiga al rededor de la Tierra, y no hacia ella.

 

-R1ITA$ -R1IT A$ EL3,TICA$

Método sencillo para tra'ar una elipse.

 

-R1IT -R1ITA$ A$ EL3,TICA$ Las som)ras producidas producidas por la pelota son elipses, una por cada lámpara en el recinto. 7l punto en el ue la pelota hace contacto con la mesa es el $oco com-n de las tres elipses.

 

-R1ITA EL3,TICA J sigue la misma trayectoria de antes, en un ciclo repetitivo. ;n satélite terrestre ue tenga una rapide' 5ae hacia la Tierra,  un poco mayor ue H Im3s se pasa de una  aumentando la !r)ita circular a1 y se aleja de la Tierra. rapide' ue perdi!  al alejarse. La gravitaci!n un punto en ue ya lo nodesacelera se aleja dehasta la Tierra.

 

-R1ITA$ -R1IT A$ EL3,TICA$ La trayectoria para)!lica de la )ala es parte de una elipse ue se prolonga en el interior de la Tierra. 7l centro de la Tierra es el $oco alejado. Todas las trayectorias de la )ala son elipses. menores ue los 5uando or)itales,laselrapideces centro deson la Tierra es el $oco lejano= para la !r)ita circular circular,, los dos $ocos están en el centro de la Tierra= Tierra= cuando las rapideces son mayores, el $oco

cercano es el centro de la Tierra.  

Leyes de 4e5er de movimiento 5anetario

Se )arren áreas iguales en intervalos iguales de tiempo.

 

Conservaci"n de a ener!ía y movimiento de sat6ites La $uer'a de la gravedad so)re el satélite siempre es hacia el centro del cuerpo alrededor del cual mueve en !r)ita. Baraseun satélite en !r)ita circular no hay componente de $uer'a ue act-e a lo largo de su direcci!n de movimiento. La rapide', y por consiguiente la 75, no cam)ian.

 

Conservaci"n de a ener!ía y movimiento de sat6ites

La suma de laes75 y la 7B de un satélite constante en todos los puntos de su !r)ita, 75 K 7B.

 

Conservaci"n de a ener!ía y movimiento de sat6ites 7n una or)ita elíptica eiste una componente de la $uer'a a lo largo de la direcci!n dire cci!n del movimiento del satélite. 7sta componente cam)ia la rapide' y en consecuencia la 75. 0la componente perpendicular perpendicul ar solo cam)ia la direcc direcci!n1. i!n1.

 

RA,IDE7 DE E$CA,E Si Superman pelota asu$icientemente H Im3s hori'ontalmente desde la cima lan'a de unauna montaa alta para estar arri)a de la resistencia del aire 7ntonces después de unos 4@ minutos la puede atrapar 0 sin tener en cuenta la rotaci!n de la Tierra1. Si la lan'a un poco mas rápido. 7scapará del sistema solar.

 

7scapará de la Tierra. Si la lan'a a más de N&.E Im3s Tomará elípticaSiy la regresaría en un tiempouna un !r)ita poco mayor. lan'a a mas

de %%.& Im3s.  

La sonda Bionner %@, lan'ada desde la Tierra en %4O&, pas! por le planeta más eterno en %4HN, y hoy vaga

en nuestra galaia.  

E movimiento de rotaci"n de a Tierra 6otaci!n de la Tierra alrededor del eje ue pasa por los polos. 7ste eje apunta en la direcci!n de la estrella Bolar.

 

Movimiento de trasaci"n de a Tierra so8re a eí5tica con os e9#inoccios y sosticios 5ar e :emis'e :emi s'erio rio $#r $#r**

 

:ncidencia de los rayos de lu' del Sol so)re la super$icie de la Tierra y las estaciones.

 

E;5oraci"n es5acia< ay#da de a !ravedad Trayectoria del Cassini.

 

ave en una aproimaci!n planetaria. La interacci!n gravitacional de "-piter 0"1 hace ue la cantidad de movimiento de la nave cam)ie 0mayor magnitud y di$erente direcci!n1, como muestra el diagrama vectorial. 5on p (, se e$ect-a tra)ajo positivo so)re la nave, ue tiene mayor energía y velocidad al salir de la regi!n ue al entrar en ella. Bor la conservaci!n de la cantidad de movimiento, el planeta tam)ién su$re un cam)io de cantidad de movimiento, pero los e$ectos so)re su movimiento son

insigni$icante de)ido a lo grande de su masa.

 

 

In!ravide=< e'ectos so8re e c#er5o :#mano *proimaci!n en patines. 5omo analogía de una aproimaci!n planetaria, consideremos la +manio)ra de honda durante un der)y en patines. 7l patinador " al patinador S, ue sale de la +aproimaci!n con mayor velocidad de la ue tenía antes. 7n este caso, el cam)io de cantidad de movimiento del patinador ", el lan'ador, seguramente se notará. 0¿Bor ué?1  

 

FIN