Calcular la fuerza de la gravedad

La gravedad es un fenómeno natural el cual genera una fuerza de atracción entre dos o más cuerpos físicos con masa, esta explica la aceleración que experimenta un objeto cuando está cerca de otro. La fuerza de la gravedad o fuerza de atracción gravitacional se puede calcular a partir de la masa de dos o más objetos y la distancia a la que se encuentran. A continuación, te explicaremos cómo se calcula y cuáles son sus efectos.

Calculadora de gravedad

Con la siguiente herramienta podrás calcular la fuerza de la gravedad que hay entre dos cuerpos. Su funcionamiento es muy sencillo, solamente debes introducir los valores de las dos masas y la distancia a la que se encuentran. Después solo deberás pulsar el botón de «Calcular» y obtendrás un resultado muy exacto de manera inmediata.

La ley de la gravitación universal

Esta ley establece la fuerza de atracción que hay entre dos o más cuerpos que tienen masa. Entonces, lo que nos dice esta ley (aparte de la famosa fórmula de la gravitación universal) es que cuanto más grandes sean los cuerpos y más cerca estén entre ellos, la fuerza de atracción será mayor.

Por lo tanto, si aplicamos este concepto a la astrofísica, como los objetos de estudio (los cuerpos astronómicos) son más grandes, la fuerza de gravedad también lo será. Esta relación proporcional nos da una pequeña idea de cómo actúa la gravedad, pero si quieres aprender a calcular el valor exacto de la gravedad te recomendamos que sigas leyendo.

Fórmula de la gravedad

Para calcular la fuerza de atracción entre dos objetos aplicamos la siguiente fórmula:

En la expresión intervienen las siguientes variables: masa del primer objeto (m1), masa del segundo objeto (m2), distancia (d) y constante gravitacional (G) = 6,6742 · 10^-11. Si conoces todos estos valores, entonces puedes calcular la fuerza de atracción que genera la gravedad entre dos objetos. Cabe destacar, que las masas deben expresarse en kilogramos, la distancia en metros y el resultado se obtendrá en Newtons, la unidad correspondiente a la fuerza.

El Newton

El Newton (N) es la unidad de medida de la fuerza en el SI (Sistema Internacional de Unidades), el cual fue nombrado a partir del físico Isaac Newton. Su definición es la fuerza que se aplica durante un segundo a una masa de un kilogramo para que se mueva a una velocidad de 1 m/s, respecto a su anterior velocidad. O dicho de otro modo, 1 Newton = 1 Kg x (m/s)². Esta definición está basada en la segunda ley de Newton o principio fundamental.

Fórmulas derivadas

A partir de la fórmula de la gravitación universal podemos aislar las diferentes variables, según lo que queramos calcular. Ya que no siempre nos preguntarán por la fuerza generada por la gravedad, sino que también nos pueden pedir que calculemos la distancia que hay entre los dos cuerpos, o alguna de las masas. Aunque no debes memorizarte las tres fórmulas que hay abajo, porque las puedes deducir a partir de la primera que te hemos enseñado.

Fuerza de atracción entre varios cuerpos

Cuando queremos calcular la fuerza de atracción entre más de dos objetos, entonces no podemos recurrir a la fórmula que hemos comentado antes, ya que nos faltarían variables. Es por eso que debemos calcular la fuerza gravitatoria respecto a una de las masas, por medio de otro método. Lo hacemos mediante la suma de las fuerzas de atracción de todos los cuerpos. Para que quede más claro debemos seguir la fórmula siguiente:

Básicamente, hay que calcular con la fórmula de la gravedad que hemos comentado al principio, la fuerza de atracción de todos los cuerpos que forman el sistema respecto a una masa determinada, en el caso del ejemplo usamos la masa 1. Una vez tienes los valores de todas las fuerzas, simplemente debes sumarlas. De esta manera, consigues la fuerza gravitatoria que actúa sobre la masa en cuestión. Este procedimiento matemático se puede aplicar en conjuntos de hasta infinitas de masas.

Conclusiones sobre la fuerza gravitatoria

A modo de resumen, podemos decir que la fuerza de la gravedad depende directamente de las masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia. Lo cual se puede deducir directamente a través de la fórmula matemática que hemos planteado al principio de este artículo.

Por último, también queremos añadir una fórmula la cual nos permitirá conocer la intensidad del campo gravitatorio o aceleración de la gravedad en un punto. Esta expresión proviene de la fórmula de la gravitación universal y de la fórmula de la segunda ley de Newton (F = m x a). A continuación puedes ver a qué nos referimos.

Gravedad de la Tierra

También, queremos explicar que el valor de la gravedad de la Tierra es la aceleración que reciben los objetos por parte del planeta Tierra. Esta aceleración está formada por la suma de la fuerza de atracción que genera el planeta y por la fuerza centrífuga o de rotación de este. El valor exacto de la gravedad terrestre equivale a 9.80665 m/s² o 1 g. Esto se debe a que g es igual a la gravedad de la Tierra.

Algo que se debe tener en cuenta cuando calculamos la fuerza de atracción entre la Tierra y otro cuerpo es que la distancia es la suma del radio del planeta más la altura a la que se encuentra el objeto. Esto es algo que mucha gente pasa por alto, pero es importante sumar las dos distancias antes de aplicar la fórmula de la gravedad, pues si no el resultado será incorrecto.