Tema 1 · Interacción gravitatoria
Este tema estudia cómo las masas interactúan entre sí mediante la gravedad. Las leyes empíricas de Kepler describen el movimiento de los planetas y la ley de gravitación universal de Newton explica la fuerza responsable de ese movimiento.
1. Leyes de Kepler
1ª Ley: Ley de las órbitas
Los planetas giran alrededor del Sol describiendo órbitas elípticas.
El Sol se encuentra en uno de los focos de la elipse.
2ª Ley: Ley de las áreas
El radio vector que une el planeta con el Sol barre áreas iguales en tiempos iguales.
3ª Ley: Ley de los periodos
El cuadrado del periodo orbital es proporcional al cubo de la distancia media al Sol.
- T → periodo orbital
- d → distancia media
- k → constante dependiente de la masa central
2. Ley de Gravitación Universal
Fuerza gravitatoria
Dos masas se atraen con una fuerza proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia.
- M y m → masas
- r → distancia entre centros
- G → constante de gravitación universal
Constante de gravitación
- Siempre atractiva
- Una fuerza central
- Una fuerza conservativa
3. Campo Gravitatorio
Intensidad de campo
El campo gravitatorio se define como la fuerza por unidad de masa.
En la superficie de la Tierra:
Principio de superposición
Si varias masas generan campo gravitatorio, el campo total es la suma vectorial de todos ellos.
4. Energía Potencial Gravitatoria
Energía potencial
- Siempre negativa
- Tiende a cero cuando r → ∞
Potencial gravitatorio
5. Dinámica de Satélites
Velocidad orbital
Periodo orbital
Energía mecánica
Velocidad de escape
6. Trabajo y Energía
Relación trabajo-energía
Interpretación física
- Si W > 0 → el campo realiza el trabajo.
- Si W < 0 → se necesita trabajo externo.
