Campo Gravitacional

Definição

O campo gravitacional é uma região do espaço onde uma massa experimenta uma força.

A direção do campo está na direção da força na massa.

O campo gravitacional é espaço ao redor de um objeto com massa na qual a influência gravitacional do objeto pode ser detectada

O que é

Gravidade é a força da atração entre todas as massas.

Embora se diga que a gravidade é exercida por tudo que tem uma massa, apenas aqueles objetos com massas muito grandes realmente afetam qualquer coisa perto deles.

Um campo gravitacional é a área ao redor do corpo que está exercendo a força gravitacional.

Pode ser definida como a força gravitacional sentida pela massa de uma unidade colocada em um ponto no espaço.

A gravidade tem três efeitos muito importantes.

Primeiro, faz todas as coisas acelerarem em direção a ela. Na Terra, a aceleração devido à gravidade é de 9,8 metros por segundo ao quadrado.

Isso significa que não importa o que esteja caindo em direção à Terra, ele o fará com a mesma aceleração, a menos que a resistência do ar seja levada em consideração.

Segundo, a gravidade dá peso a tudo. Peso é a força da gravidade puxando algo em direção à Terra. Massa e peso não são a mesma coisa, e a massa é usada para determinar o peso de alguma coisa.

A massa de um objeto é sempre a mesma, mas seu peso pode mudar com base na força do campo gravitacional.

Por exemplo, a massa de um objeto seria a mesma na Lua e na Terra, mas seu peso seria diferente devido às diferentes forças gravitacionais.

Finalmente, a gravidade mantém todos os objetos do sistema solar em suas órbitas.

Uma órbita é causada pelo equilíbrio do movimento para frente do objeto e pela força da gravidade que o puxa para dentro.

Por exemplo, a órbita da Terra ao redor do Sol se deve ao movimento para a frente da Terra e à atração gravitacional do Sol.

O mesmo acontece com a lua ao redor da Terra.

Quanto mais próximo um objeto estiver de outro, mais forte será o campo gravitacional.

No Sistema Solar, os planetas mais próximos do Sol têm uma força de atração muito mais forte atuando sobre eles. Para combater essa atração, eles devem se movimentar pelo Sol muito mais rapidamente.

Um campo gravitacional diminui muito rapidamente com a distância.

O tamanho da força da gravidade segue uma relação inversa ao quadrado.

Se a gravidade de um objeto fosse medida e depois afastada duas vezes mais do objeto grande que causa o campo gravitacional, a força da gravidade seria reduzida em um fator de quatro. Se fosse movida três vezes mais longe, a força gravitacional seria reduzida em um fator de nove, ou no quadrado de três.

O oposto pode ser dito se o objeto também se aproximar, exceto que a gravidade seria aumentada em vez de reduzida.

Resumo

Um campo gravitacional é o campo de força que existe no espaço ao redor de cada massa ou grupo de massas.

Esse campo se estende em todas as direções, mas a magnitude da força gravitacional diminui à medida que a distância do objeto aumenta.

É medido em unidades de força por massa, geralmente newtons por quilograma (N/kg).

Um campo gravitacional é um tipo de campo de força e é análogo aos campos elétricos e magnéticos para partículas e ímãs carregados eletricamente, respectivamente.

Existem duas maneiras de mostrar o campo gravitacional ao redor de um objeto: com setas e com linhas de campo. Ambos são mostrados na figura abaixo.

Setas e linhas de campo que representam o campo gravitacional

As setas mostram a magnitude e a direção da força em diferentes pontos do espaço. Quanto maior a seta, maior a magnitude. As linhas de campo mostram a direção em que a força atuaria em um objeto colocado naquele ponto no espaço.

A magnitude do campo é representada pelo espaçamento das linhas. Quanto mais próximas as linhas estiverem, maior será a magnitude.

O campo gravitacional varia ligeiramente na superfície da Terra.

Por exemplo, o campo é um pouco mais forte que a média em relação aos depósitos subterrâneos de chumbo.

Grandes cavernas que podem ser preenchidas com gás natural têm um campo gravitacional um pouco mais fraco.

Geólogos e garimpeiros de petróleo e minerais fazem medições precisas do campo gravitacional da Terra para prever o que pode estar abaixo da superfície.

Fórmula

A terra e a lua exercem uma força ou puxam uma sobre a outra, mesmo que não estejam em contato. Em outras palavras, os dois corpos interagem com o campo gravitacional um do outro.

Outro exemplo é a interação da Terra e um satélite em órbita ao seu redor.

A partir desses exemplos, Newton desenvolveu a lei da gravitação universal.

A lei da gravitação universal diz que todo objeto exerce uma força gravitacional sobre todos os outros objetos.

A força é proporcional às massas de ambos os objetos e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre eles (ou a distância entre seus centros de massa, se forem objetos esféricos).

Usando variáveis, escrevemos que F é proporcional a mM/d ^ 2, onde F é a força, m é a massa do objeto menor, M é a massa do objeto maior ed é a distância entre os dois objetos.

Em 1798, o físico inglês Henry Cavendish realizou medições precisas das forças gravitacionais reais que agiam entre massas usando um balanço de torção.

O resultado de seu experimento resultou na constante de proporcionalidade na lei da gravitação universal chamada constante gravitacional universal. Inserir isso na proporcionalidade resulta na equação F = G (mM/d ^ 2).

O valor para G é 6,67 x 10 ^ -11 newton-metros ao quadrado por quilograma quadrado (N-m ^ 2/kg ^ 2).

Fonte: galileo.phys.virginia.edu/www.thefreedictionary.com/www.wisegeek.org/study.com/energyeducation.ca/www.sciencedirect.com/spark.iop.org