Campo gravitacional

Explicamos a você quais são os campos gravitacionais e como sua intensidade é medida. Exemplos de campo gravitacional.

1. O que é um campo gravitacional?

O campo gravitacional ou campo gravitacional é chamado de conjunto de forças que representam, na física, o que comumente chamamos de força da gravidade : uma das quatro forças fundamentais do universo, que tende a atrair as massas do importa entre si.

De acordo com a lógica dos campos gravitacionais, a presença de um corpo de massa M sujeitará o espaço ao seu redor a forças gravitacionais, alterando as propriedades (a trajetória, por exemplo) de tudo ao redor.

De fato, se outro corpo de massa m se aproximar do campo gravitacional de M, perceberemos que seu movimento é alterado pela força da gravidade. E, de acordo com a teoria da relatividade, até o próprio tempo seria afetado por essas forças, distorcendo-o e dando origem a singularidades como buracos negros, objetos astronômicos cujos campos gravitacionais Eles são tão fortes que nem a luz consegue escapar deles.

Os campos gravitacionais foram por muitos anos de natureza eminentemente teórica, entendidos pela física clássica (newtoniana) como um campo vetorial e pela física relativística como um campo tensor de segunda ordem, mas a descoberta em 2016 de ondas gravitacionais por cientistas do experimento LIGO parece lançar uma nova luz sobre esse assunto.

Veja também: Sistema Solar.

1. Intensidade do campo gravitacional

A intensidade dos campos gravitacionais ou, o que é o mesmo, a aceleração da gravidade (ou simplesmente gravidade) é representada na física clássica pelo símbolo g e como um campo vetorial, ou seja, de linhas dotadas de significado e direção .

É comumente definido como a força por unidade de massa que uma partícula em particular experimentará na presença de uma distribuição de massa. É geralmente expresso em newtons por quilograma (N / kg).

A fórmula para seu cálculo, então, seria:

g = lim _{m → 0} F / m, onde m seria uma massa de teste e F a força gravitacional que atua sobre ela.

1. Potencial gravitacional

O potencial gravitacional de um campo gravitacional é, na mecânica newtoniana, uma magnitude escalar que é medida em joules por quilograma (J / kg), e que é definida como a quantidade de trabalho por unidade de massa necessária para transportar um corpo a um corpo. velocidade constante do infinito até um certo ponto do campo gravitacional em questão.

O potencial gravitacional é calculado com base na seguinte fórmula:

V = - GM / r, onde V é o potencial gravitacional, G é a constante de gravitação universal er a distância do ponto determinado do campo gravitacional para o qual a massa M se move.

1. Exemplos de campo gravitacional

Um exemplo perfeito de um campo gravitacional é o solar, isto é, o apresentado pelo nosso sistema planetário, no qual os planetas orbitam em torno do sol, atraídos pelas forças gravitacionais de sua massa.

Outro exemplo possível é o campo gravitacional da Terra, nosso próprio planeta e que podemos sentir toda vez que jogamos um objeto no chão. Comparado ao nosso tamanho, a massa de 5974 x 10 ²⁴ kg da Terra é tão grande que é difícil identificar as propriedades de seu campo.

No entanto, estima-se que a gravidade da Terra seja superior ou inferior a 9, 8 N / kg, ou seja, uma aceleração de 9, 8 m / s. Esse valor pode oscilar minimamente, dependendo da localização geográfica, mas, em linhas gerais, apresenta esse valor e tende para o centro da Terra.

Da mesma forma, o campo gravitacional será mais intenso nas imediações da superfície da Terra do que nas camadas externas da atmosfera.