SALA 2 - GRAVEDAD CERCA DE LA TIERRA v4.3
"Como la masa de un cuerpo se mide con su peso, un cuerpo alejado en el espacio exterior no tiene peso ni tiene masa". No tiene peso (porque no hay fuerza de gravedad), pero si tiene masa, que es una propiedad intrínseca del cuerpo, independiente de su peso y que se puede medir sin conocer su peso.
"La fuerza de gravedad depende de la masa del objeto, así que una bola de hierro cae (sin aire) más rápidamente que una bola de ping pong". La aceleración para ambos es g, así que caen igual. Se encuentra que para todos los cuerpos, su masa "inercial" (de la segunda ley) tiene el mismo valor que la masa "gravitacional" (de la ley universal de gravitación).
“La ley universal de gravitación de Newton debiera llamarse la cuarta ley de Newton”. Mientras que las tres leyes de Newton se aplican a todo tipo de fuerzas, la ley universal de gravitación de Newton es otra cosa, es la ley exclusivamente para la fuerza gravitacional. Existen otras leyes de fuerzas, por ejemplo, la ley de Coulomb para la fuerza eléctrica.
"La aceleración de la gravedad g es una constante universal como la velocidad de la luz en el vacío". No es universal, porque es la aceleración debida a la gravedad de la tierra cerca de su superficie y varía levemente con la altitud. Se puede calcular con la ley universal de gravitación de Newton. Esta ley contiene una constante universal: G, que nadie sabe cómo calcular, al igual que la velocidad de la luz.
"La única fuerza de gravedad sobre un cuerpo es su peso". Existe gravedad entre cualquier par de cuerpos con masa, por ejemplo, entre una persona y una mesa. Pero la gravedad es una fuerza muy débil y solamente tomamos en cuenta la que ejerce la tierra entera.
"Para sentir la fuerza gravitacional de la tierra, un cuerpo debe estar en contacto con la tierra o en el aire cerca de la superficie". No, porque es una fuerza que actúa a distancia sin importar si hay aire o materia o si hay vacío.
“Si lanzo horizontalmente una pelota con mucho impulso, su alcance es grande, a diferencia de si la lanzo con poco impulso, así que la velocidad horizontal de la pelota depende de este impulso y disminuye durante el vuelo”. Cuando tienes la pelota en la mano existe una fuerza y una aceleración horizontales y esto determina la velocidad inicial de la pelota. Si se desprecia el efecto del aire, una vez que la pelota abandona tu mano ya no está bajo ninguna fuerza horizontal. La única fuerza sobre la pelota es entonces la de la gravedad, que imparte una aceleración vertical a la pelota, lo que explica el cambio de su velocidad durante el vuelo. Su velocidad horizontal siempre permanece constante, igual a la inicial. De hecho, en este caso la rapidez de la pelota aumenta durante todo el vuelo.
"Los proyectiles no se mueven en un plano vertical. Los futbolistas observan cómo los balones se desvían hacia los lados". Estudiamos proyectiles ideales, o sea, partículas puntuales en ausencia de aire, y estos siempre se mueven en planos verticales. Las desviaciones de un balón (que no es una partícula puntual) son debidas a la presencia del aire: ya sea que hay un viento que sopla de lado o que el rozamiento del aire los desvía debido a que el balón gira alrededor de sí mismo.
“Ahora que he memorizado la fórmula para el rango R de un proyectil, puedo usarla en todas las situaciones.” Solamente puedes usarla cuando el proyectil vuelve a la misma altura de donde partió. Por ejemplo, no sirve si cae sobre una montaña. Son muy pocas las fórmulas básicas que debes memorizar. Las fórmulas no básicas (como el rango de un proyectil) o para casos particulares, siempre las puedes deducir a partir de las básicas.
“Un cuerpo en caída libre que parte del reposo desde el origen recorre una distancia ½ g t2, así que su aceleración es +g”. Aunque la distancia que recorre (un escalar sin signo) tiene este valor, la coordenada del cuerpo es un escalar con signo. Si el eje “y” positivo apunta verticalmente hacia arriba, la coordenada es -½ g t2. Entonces en este caso la aceleración del cuerpo es –g.
"El signo de g cuando sube un proyectil es opuesto al signo cuando baja". g = 9.8 m/s2 es la magnitud de la aceleración de la gravedad y no tiene signo. El vector aceleración gà de la gravedad siempre apunta verticalmente hacia abajo, de tal manera que una vez escoges el marco de referencia, el signo de la aceleración de la gravedad es la misma en cualquier instante del movimiento del proyectil.
“Para resolver un problema con proyectiles necesito separarlo en dos intervalos: uno para la subida y otro para la bajada”. Si no es indispensable (porque no se necesita para la respuesta), no necesitas separar el problema en dos intervalos. Una vez has escogido el marco de referencia y has escrito las ecuaciones de cinemática, estas ecuaciones son válidas para cualquier instante durante el vuelo del proyectil, tanto para la subida como para la bajada.