08 Gravitación

  • Lo malo de leer a un poeta que escribe en otra lengua es que nunca sabemos qué traducción será la más cercana a sus palabras. Decía el grandísimo Walt Whitman, en “Hojas de hierba“:

Yo soy aquel al que el amor el hiere; / ¿No gravita la tierra? ¿No atrae la materia, doliente, a la materia? /Así mi cuerpo es atraido por todo aquel que conozco, o que encuentro a mi paso.

I am he that aches with amorous love; / Does the earth gravitate? Does not all matter, aching, attract all matter? / So the Body of me, to all I meet, or know.

Principia Mathematica portada

  • Que gravita la tierra no es algo de lo que la humanidad hubiese hablado hasta el manzanazo de Newton. Todas las masas se atraen, con una fuerza en la dirección de la recta que las une, tanto mayor cuanto más grandes sean las masas y más cerca estén. Es la ley de gravitación universal:

ley de gravitación

 

La manzana y la luna (El universo mecánico)

  • A ver si nos enteramos de la causa de esta atracción irresistible:

  • Tarea 1.  La Agencia espacial europea acude en ayuda de los profes, y nos cuenta qué es la fuerza de la gravedad. Atiende las explicaciones, y después: a) escribe la ecuación que representa la ley de gravitación universal, identificando todos sus términos (incluyendo también unidades); b) ¿cómo influye la distancia de los planetas al sol en la intensidad con que éste los atrae?; c) calcula la fuerza con la que estás atrayendo a tu compañero más cercano.

 

Aceleración de la gravedad (cuerpo de masa m que crea un campo gravitatorio a una distancia r):

aceleración gravedad

Fuerza de atracción entre dos cuerpos de masa My m, situados a una distancia d:

  •  El valor de la constante de gravitación universal, G (tan pequeño como 6,67 * 10-11 N m2 /kg2) fue calculado por el genial científico loco (perdón por la redundancia) Henry Cavendish, cuya excéntrica vida es de las que encanta oír a los alumnos. Entender el famosísimo experimento de la balanza de torsión excede con mucho los objetivos de este curso, pero nada más agradable que saciar curiosidades adolescentes  (incluso picar con el top-ten de los mejores experimentos de la historia):

balanza de Cavendish

Los dos primeros minutos del siguiente vídeo (en catalán, pero entiéndese, oh),  permiten que nos hagamos una idea del experimento:

 

  • Tarea 3. Siempre nos gusta ver a los astronautas danzando por el espacio. ¿Es que ya no son tan pesados ahí arriba? ¿Cuánto pesarías tú en la luna (donde sueles andar cuando te aburres en clase)?

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Rotación y traslación

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Fases lunares

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Mareas

mareas vivas y muertas

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  • Tarea 4. a) Dibuja la posición de la tierra, la luna y el sol en mareas vivas y mareas muertas, haciendo notar las zonas del planeta con marea alta y baja en cada situación; b) dibuja la posición de la tierra y el sol en los solsticios de invierno y verano y los equinoccios de primavera y otoño; c) relaciona el movimiento de rotación de la tierra con el día y la noche; d) comprueba, con esta interactividad, que te has enterado de qué va eso de los solsticios y los equinoccios.

 

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  • También le debemos a la fuerza de la gravedad que los planetas orbiten en torno al sol, el movimiento de las mareas, las carreras por la playa cuando dejas la toalla en la zona de subida y te vas a jugar a las palas, o esos estupendos satélites gracias a los cuales nos gastamos los dineros en Internet, móviles, GPS, TDT y tó de tó lo que se os ocurra que pulule por el espacio (cualquier día montan un hotel en la Estación espacial internacional). A través de la intranet de educastur, con tu nombre de usuario y contraseña, puedes llegar al estupendo trabajo “Satélites artificiales” (siguiendo la ruta recursos - recursos didácticos - ciencia interactiva)

Satélites: ¿para qué sirven? ¿Cómo era y cómo se lanzó el primer satélite artificial (el Sputnik)?

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Satélites geoestacionarios:

satélites geoestacionarios

  •  Tarea 5. a) Realiza las actividades interactivas del recurso Satélites artificiales de la intranet; b) ¿Qué son y qué utilidad tienen los satélites geoestacionarios? ¿Cuánto tardan en dar una vuelta a la tierra?

 

  • ¿Cómo será eso de viajar al espacio? ¿Qué sentirá nuestro cuerpo? Apetece, la verdad. La pena es que hasta el espacio acabamos ensuciando; tanto, que empieza a haber peligro de choques… ¡Ay, míseros de nos! Menos mal que también hacemos cosas interesantes por ahí afuera. Algunas ya las contamos en el tema de Cosmología.

 

  • Como Eureka es un blog serio donde los haya, incluimos el tema de gravitación del Proyecto Newton, y os recordamos que hay una estupenda videoteca.

 

  •  Tarea 6. Repasa los contenidos del tema y realiza las actividades propuestas  sobre la ley de gravitación universal en CIDEAD.

 

espacio-tiempo curvo y gravedad

Manzana de Newton

  • Tarea 7. Centra las ideas sobre astronomía y gravitación con los recursos interactivos del Proyecto Arquímedes.

 

  • Tarea 8. ¿Quieres saber algo más sobre la curiosa vida del solitario Cavendish? Se merece tanto como Newton una biografía en el apartado “Vidas de ciencia”, así que dedícale un rato a elaborarla.

 

  • Vamos comprendiendo cómo funciona el universo en que vivimos, aunque aún nos queda mucho. Y enviamos mensajes al espacio contando quiénes somos. ¿Sabes qué contienen los discos de oro de las sondas Voyager? Así conocerán de nosotros en otros mundos, tal vez, algún día… Aún tardarán más de 74.000 años en llegar a la estrella más cercana.

Disco de oro Voyager

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