Aqui, no ponto azul claro que chamamos de lar, a gravidade é algo que todos experimentamos a cada segundo de cada dia. E estamos muito mais conscientes disso graças à Lei da Gravitação Universal de Newton .

“A gravidade é a cola que faz com que a matéria difusa entre as estrelas entre em colapso lentamente e forme novas máquinas de fusão de hidrogênio (também conhecidas como estrelas)”, diz a astrofísica da Universidade de Connecticut, Cara Battersby. "É a cola que une as galáxias e é responsável pela nossa própria Terra orbitar em torno do Sol todos os anos."



A gravidade também foi o ator principal na famosa história da “maçã” de Sir Isaac Newton. Um dia, Newton estava em Lincolnshire, Inglaterra, quando viu uma maçã cair de uma árvore – ou pelo menos foi o que ele afirmou. Nos anos seguintes, ele contaria a muitos conhecidos — como Voltaire e o biógrafo William Stukeley — que seus grandes escritos sobre a natureza da gravidade foram inspirados por esse pequeno evento mundano.

Assim, foram lançadas as bases para a Lei da Gravitação Universal de Newton - central para a qual está um fenômeno chamado constante gravitacional universal, também conhecido como:"Grande G" ou apenas "G". Neste artigo exploraremos a lei universal de Newton, os conflitos propostos pela teoria de Albert Einstein e a própria força gravitacional.


Conteúdo

1. As Origens da Lei da Gravitação Universal de Newton
2. Constante de Gravitação Universal:A Equação
3. O valor preciso da força gravitacional
4. Newton vs. Einstein na força gravitacional

As origens da lei da gravitação universal de Newton

Muito se tem falado sobre aquela maçã ameaçadora nas lembranças de Newton. Embora o famoso físico tenha contado esta anedota a Stukeley décadas depois de ela supostamente ter ocorrido, muitos acadêmicos lançaram dúvidas sobre a história. Independentemente disso, a verdadeira intriga da lei universal de Newton não é se a maçã o atingiu ou não, mas sim se a força que agiu sobre a maçã a derrubou diretamente.

Como escreveu o assistente de Newton, John Conduitt:


[Ele] veio à sua mente que o mesmo poder da gravidade (que fez uma maçã cair da árvore no chão) não estava limitado a uma certa distância da Terra, mas deveria se estender muito mais longe do que normalmente se pensava. não tão alto quanto a lua, disse ele para si mesmo e se for assim, isso deve influenciar seu movimento e talvez mantê-la em sua órbita .

Constante de Gravitação Universal:A Equação

Primeiras coisas primeiro. Antes de abordarmos o Grande G, deveríamos dar um passo atrás e explicar a equação da gravitação universal da lei de Newton. Esta equação continua a ter enormes ramificações na forma como vemos o campo gravitacional que nos mantém presos à superfície da Terra.

Como Katie Mack – astrofísica e autora de “The End of Everything (Astrophysically Speaking)” – diz por e-mail, a gravidade é “o mecanismo pelo qual as coisas que têm massa são atraídas umas pelas outras”. Newton foi o primeiro a deixar claro que os objetos exercem influências gravitacionais.



Newton percebeu a força desta atração gravitacional entre um determinado conjunto de objetos depende de (a) quão massivos eles são e (b) quão distantes eles estão. A lei do inverso do quadrado é um princípio fundamental aqui, segundo a qual a força gravitacional exercida é inversamente proporcional à separação entre os objetos. É uma dinâmica que sua Lei da Gravitação Universal coloca em termos matemáticos.

Aqui está a equação relevante:
F =(G x m1 x m2) /r2
O “F” significa “força da gravidade”; "m1" significa a massa do primeiro objeto; "m2" denota a massa do segundo objeto; e "r2" é uma abreviatura para a distância quadrada entre os centros de massa dentro do objeto um e do objeto dois. E o “G”? Bem, amigos, esse é o Grande G:a constante gravitacional.

O valor preciso da força gravitacional

“Para quaisquer duas massas, sejam bolas de bowling ou planetas, a força gravitacional entre elas é determinada pelas suas massas, pela sua distância e pelo número G”, diz Mack. Graças aos experimentos conduzidos por Henry Cavendish na década de 1790, sabemos agora que a constante gravitacional tem o valor numérico de cerca de 6,67 x 10 ^-11 Newtons (m2/kg2).

Neste contexto, o termo "Newtons" refere-se a uma unidade de medida. Um Newton é a quantidade de força necessária para acelerar algo com massa de 2,2 libras (1 quilograma) a 3,28 pés (1 metro) por segundo. (Como Anders Celsius e Charles F. Richter, Sir Isaac Newton conquistou um lugar na alardeada lista de cientistas que tiveram unidades nomeadas em sua homenagem.)

Newton vs. Einstein sobre a força gravitacional

Agora, há uma camada de nuances que devemos reconhecer aqui. Veja, a Lei da Constante Gravitacional Universal não é exatamente tão "universal" como o nome indica. De acordo com Battersby, “nossa imagem clássica da gravidade” – que Newton articulou no século XVII – é “uma aproximação precisa da realidade da física na maioria dos lugares de todo o universo (certamente na Terra)”.

"No entanto", acrescenta ela, "esta teoria foi substituída pela Teoria da Relatividade Geral de Einstein, que é um aperfeiçoamento da 'Gravidade Newtoniana', que postula que a matéria deforma o próprio espaço-tempo (como uma bola pesada criando uma covinha em uma borracha). folha)."



Isso nos leva aos buracos negros. Capazes de adquirir massa mais de um milhão de vezes maior que o nosso Sol, os buracos negros afetam a gravidade de maneiras que a lei de Newton simplesmente não consegue explicar. Foi demonstrado que a Relatividade Geral faz previsões mais precisas sobre eles.

“É preciso começar a fazer correções para o fato de que a descrição da gravidade de Newton não funciona exatamente para uma gravidade extremamente forte ou para movimentos muito rápidos”, diz Mack. "Nesses casos, precisamos mudar para a imagem da gravidade de Einstein... Mas desde que você não esteja olhando para um desses casos extremos, a equação que Isaac Newton escreveu em 1686 para o que ele chamou de 'a Lei da A Gravitação Universal é verdadeiramente universal."

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A história de Sir Isaac Newton sobre a macieira pode ter base na verdade. Independentemente disso, a alegação de que ele foi atingido na cabeça por uma fruta que caiu é considerada um embelezamento moderno.

Perguntas Frequentes

Quanto é 9,8 m s2?

É a aceleração da gravidade.