La constante gravitatoria es la constante de proporcionalidad utilizada en la Ley de Gravitación Universal de Newton, y se denota comúnmente por G. Es diferente de g, que denota la aceleración debida a la gravedad. En la mayoría de los textos, la vemos expresada como:
G = 6.673×10-11 N m2 kg-2
Se suele utilizar en la ecuación:
F = (G x m1 x m2) / r2 , donde
F = fuerza de gravedad
G = constante gravitatoria
m1 = masa del primer objeto (supongamos que es del masivo)
m2 = masa del segundo objeto (supongamos que es del más pequeño)
r = la separación entre las dos masas
Como 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 popular publicación en 1687, los Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, no fue hasta 1798 que la constante fue observada en un experimento real. No se sorprenda. La mayoría de las veces es así en la física. Las predicciones matemáticas normalmente preceden a las pruebas experimentales.
De todos modos, la primera persona que la midió con éxito fue el físico inglés Henry Cavendish, que midió la pequeñísima fuerza entre dos masas de plomo utilizando una balanza de torsión muy sensible. Hay que tener en cuenta 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.
Mirando el valor de G, vemos que cuando lo multiplicamos con las otras cantidades, resulta una fuerza bastante pequeña. Ampliemos ese valor para hacernos una mejor idea de lo pequeño que es realmente: 0,00000000006673 N m2 kg-2
Bien, veamos ahora qué fuerza ejercerían dos objetos de 1 kg entre sí cuando sus centros geométricos están separados 1 metro. Entonces, ¿cuánto obtenemos?
F = 0,00000000006673 N. Realmente no importa mucho si aumentamos sustancialmente ambas masas.
Por ejemplo, probemos con la masa más pesada registrada de un elefante, 12.000 kg. Suponiendo que tenemos dos de ellos, separados 1 metro de sus centros. Sé que es difícil imaginarlo ya que los elefantes son bastante corpulentos, pero vamos a proceder así porque quiero poner énfasis en la importancia de G.
Entonces, ¿cuánto obtuvimos? Aunque lo redondeáramos, seguiríamos obteniendo sólo 0,01 N. Para comparar, la fuerza que ejerce la tierra sobre una manzana es de aproximadamente 1 N. No es de extrañar que no sintamos ninguna fuerza de atracción cuando nos sentamos al lado de alguien… a no ser, claro, que seas un hombre y esa persona sea Megan Fox (aun así, sería seguro suponer que la atracción sería sólo en un sentido).
Por lo tanto, la fuerza de la gravedad sólo es perceptible cuando consideramos que al menos una masa es muy masiva, por ejemplo la de un planeta.
Permítanme terminar esta discusión con un ejercicio matemático más. Suponiendo que conoces tu masa y tu peso, y que conoces el radio de la tierra. Introdúcelos en la ecuación anterior y resuelve la otra masa. Y ya está. Maravilla de las maravillas, acabas de obtener la masa de la Tierra.
Puedes leer más sobre la constante gravitatoria aquí en Universe Today. ¿Quieres saber más sobre un nuevo estudio que descubre que la fuerza fundamental no ha cambiado con el tiempo? También puedes encontrar algunas ideas entre los comentarios de este artículo: Se observan estructuras de «materia oscura» que baten récords y se extienden a lo largo de 270 millones de años luz
Hay más información al respecto en la NASA. Aquí hay un par de fuentes:
- Gravedad
- La ecuación del peso
- Olas gravitacionales
- Detección gravitacional
Aquí hay dos episodios en Astronomy Cast que quizá quieras consultar también:
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