La gravedad es una de las fuerzas fundamentales de la física. El aspecto más importante de la gravedad es que es universal: todos los objetos tienen una fuerza gravitacional que atrae a otros objetos. La magnitud de la fuerza gravitacional depende de la masa y la distancia entre los dos objetos.
Paso
Parte 1 de 2: Cálculo de la fuerza de gravedad entre dos objetos
Paso 1. Defina la ecuación para la fuerza gravitacional que tira de un objeto, Fgrav = (Gm1metro2)/D2.
Para poder calcular la fuerza gravitacional de un objeto, esta ecuación también tiene en cuenta las masas de los dos objetos y su distancia entre sí. Las variables de la ecuación se describen a continuación.
- Fgrav es la fuerza gravitacional
- G es la constante gravitacional universal 6.673 x 10-11 Nuevo Méjico2/kg2
- metro1 es la masa del primer objeto
- metro2 es la masa del segundo objeto
- d es la distancia entre los centros de los dos objetos
- A veces encuentras la letra r en lugar de d. Estos dos símbolos representan la distancia entre los dos objetos.
Paso 2. Utilice las unidades métricas adecuadas
Para esta ecuación, debes usar unidades métricas. La masa del objeto debe estar en kilogramos (kg) y la distancia entre los objetos debe estar en metros (m). Debe convertir estas unidades a unidades métricas antes de continuar.
Paso 3. Determine la masa del objeto en cuestión
Para objetos pequeños, puede pesarlos para determinar su peso en kilogramos. Para objetos grandes, puede buscar la masa aproximada en una mesa o en Internet. En los problemas de física, normalmente se indicará la masa del objeto.
Paso 4. Mida la distancia entre los dos objetos
Si está tratando de calcular la fuerza gravitacional entre un objeto y la tierra, necesita saber qué tan lejos está este objeto del centro de la tierra.
- La distancia desde la superficie de la tierra hasta el centro de la tierra es de aproximadamente 6,38 x 106 metro.
- Puede buscar tablas u otras fuentes en Internet que le indiquen la distancia aproximada desde el centro de la tierra a los objetos a varias alturas en la superficie de la tierra.
Paso 5. Complete el cálculo
Si ha definido las variables en la ecuación, no dude en ingresarlas para resolverlas. Asegúrese de que todas las variables estén en unidades métricas y que tengan la escala adecuada. La masa debe estar en kilogramos y la distancia en metros. Resolver ecuaciones en el orden correcto de cálculos.
- Por ejemplo, determine la fuerza gravitacional de una persona cuya masa está a 68 kg sobre la superficie de la tierra. La masa de la Tierra es 5,98 x 1024 kg.
- Asegúrese de que todas las variables estén en las unidades correctas. metro1 = 5, 98 x 1024 kg, m2 = 68 kg, G = 6,673 x 10-11 Nuevo Méjico2/kg2yd = 6, 38 x 106 metro
- Escribe tu ecuación: Fgrav = (Gm1metro2)/D2 = [(6, 67 x 10-11) x 68 x (5, 98 x 1024)] / (6, 38 x 106)2
- Multiplica las masas de los dos objetos que se tienen en cuenta. 68 x (5, 98 x 1024) = 4.06 x 1026
- Multiplica el resultado m1 y M2 con la constante gravitacional G. (4.06 x 1026) x (6,67 x 10-11) = 2.708 x 1016
- Cuadre la distancia entre los dos objetos. (6, 38 x 106)2 = 4.07 x 1013
- Compartir resultado G x m1 x m2 por la distancia al cuadrado para obtener la fuerza gravitacional en Newtons (N). 2, 708 x 1016/ 4, 07 x 1013 = 665 N
- Su fuerza gravitacional es 665 N.
Parte 2 de 2: Cálculo de la fuerza de gravedad en la Tierra
Paso 1. Comprender la segunda ley de Newton, F = ma
La segunda ley de Newton establece que la aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él e inversamente proporcional a su masa. En otras palabras, si una fuerza que actúa sobre un objeto es mayor que la fuerza que actúa en la dirección opuesta, el objeto se moverá con la fuerza más fuerte.
- Esta ley se puede resumir en la ecuación F = ma, donde F es la fuerza, m es la masa del objeto y a es la aceleración.
- Gracias a esta ley, podemos calcular la fuerza gravitacional de todos los objetos en la superficie terrestre, utilizando la aceleración conocida debida a la gravedad.
Paso 2. Encuentra la aceleración debida a la gravedad de la Tierra
En la Tierra, la fuerza de la gravedad hace que todos los objetos se aceleren en 9,8 m / s.2. En la superficie de la tierra, podemos usar una ecuación simplificada: Fgrav = mg para calcular la fuerza gravitacional.
Si desea conocer un número más preciso de fuerzas gravitacionales, aún puede usar la fórmula del paso anterior, Fgrav = (GMtierraMaryland2 para determinar la fuerza gravitacional.
Paso 3. Utilice las unidades métricas adecuadas
Para esta ecuación, debes usar unidades métricas. La masa del objeto debe estar en kilogramos (kg) y la distancia entre los objetos debe estar en metros (m). Debe convertir estas unidades a unidades métricas antes de continuar.
Paso 4. Determine la masa del objeto en cuestión
Para objetos pequeños, puede pesarlos para determinar su peso en kilogramos. Para objetos grandes, puede buscar la masa aproximada en una mesa o en Internet. En los problemas de física, normalmente se indicará la masa del objeto.
Paso 5. Complete el cálculo
Si ha definido las variables en la ecuación, no dude en ingresarlas para resolverlas. Asegúrese de que todas las variables estén en unidades métricas y que tengan la escala adecuada. La masa debe estar en kilogramos y la distancia en metros. Resolver ecuaciones en el orden correcto de cálculos.
- Intentemos usar la ecuación del paso anterior y veamos qué tan cerca están los resultados. Determine la fuerza gravitacional de una persona con una masa de 68 kg en la superficie terrestre.
- Asegúrese de que todas las variables estén en las unidades correctas: m = 68 kg, g = 9,8 m / s2.
- Escribe la fórmula. Fgrav = mg = 68 * 9, 8 = 666 N.
- Usando la fórmula F = mg, la fuerza gravitacional es 666 N, mientras que el resultado de la fórmula del paso anterior es 665 N. Como puede ver, los dos resultados son casi iguales.
Consejos
- Estas dos fórmulas deberían dar la misma respuesta, pero la fórmula más corta y simple es más fácil de usar cuando se habla de objetos en la superficie de un planeta.
- Utilice la primera fórmula si no conoce la aceleración debida a la gravedad en un planeta o si está calculando la fuerza gravitacional entre dos objetos muy grandes, como la luna o los planetas.
