Aceleracióndagravedad es la tasa de velocidad de un cuerpo que cae, en caída libre, hacia el centro de la Tierra. A nivel del mar, la aceleración de la gravedad de la Tierra es, en promedio, 9,8 m / s². La gravedad depende de factores como la masa y el radio del planeta y es la misma para todos los cuerpos, independientemente de su masa.
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¿Qué es la aceleración de la gravedad?
La aceleración debida a la gravedad es una medida de la variación en la velocidad de los cuerpos que caen desde cierta altura en relación con la Tierra. Cuando un objeto cae libremente, su velocidad varía a razón de 9,8 m / s por segundo. Esta medida de aceleración es lo mismo para todos los cuerpos, incluso los de diferentes masas, si ignoramos la acción de fuerzas disipativas, como el arrastre del aire.
¿Cuánto vale la aceleración de la gravedad?
La magnitud de la aceleración de la gravedad en la superficie del tierravaría según la distancia que estemos del núcleo de la Tierra. A una distancia aproximada de 6370 km, cuando estamos al nivel del mar, la gravedad terrestre es, en promedio, de 9,8 m / s². Sin embargo, este valor puede variar según la densidad del suelo, la presencia de espacios vacíos subterráneos, etc.
A medida que nos alejamos del nivel del mar, el la aceleración de la gravedad varía en forma inversamente proporcional cuadró la distancia, por lo tanto, cuando estemos a una altura de 6470 km sobre el nivel del mar (12,940 km al centro de la Tierra), el valor de la gravedad será igual a ¼ de su valor original, alrededor de 2,45 m / s².
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¿Cómo calcular la aceleración de la gravedad?
la aceleración de la gravedad se puede calcular de diferentes formas. La forma más común es a través de las ecuaciones de cinemática relacionados con el movimiento de caída libre. A continuación se muestra la fórmula que relaciona la altura con el tiempo de caída y que se puede utilizar para calcular el valor de gravedad local.
g - aceleración de la gravedad (m / s²)
H - altura de caída (m)
t - tiempo de caída (s)
Además de la fórmula que se muestra arriba, es posible determinar la magnitud de la aceleración de la gravedad sin conocer el tiempo de caída. Para eso, aplicamos el principio de conservación de la energía mecánica: decimos que todo Energía potencial gravitacional convertido en energía cinética, por lo tanto, tenemos que:
La fórmula que se muestra arriba, que relaciona la aceleración de la gravedad con la altura de caída y la velocidad, también se puede obtener de la Ecuación de Torricelli.
Fórmula de aceleración de la gravedad
La aceleración de la gravedad se puede obtener de otras formas además de las ecuaciones cinemáticas, como se muestra arriba. Uno de ellos es mediante el uso de ley de la gravitación universal, en Isaac Newton. Según esta ley, la aceleración de la gravedad se puede obtener con la siguiente fórmula:
GRAMO - constante de gravitación universal (6.67408.10-11Nm² / kg²)
METRO - Masa terrestre (kg)
r - radio de la Tierra (m)
Ejercicios de aceleración de la gravedad
Pregunta 1 - Sabiendo que la aceleración de la gravedad en la superficie de la Luna es aproximadamente 1/5 de la gravedad de la Tierra, es correcto afirmar que:
a) para dos cuerpos abandonados idénticos de la misma altura en la Luna y en la Tierra, el tiempo de caída del objeto que cae sobre la Luna será cinco veces menor que el tiempo de caída del objeto sobre la Tierra.
b) para dos cuerpos idénticos abandonados de la misma altura en la Luna y en la Tierra, la velocidad del objeto que cae sobre la luna, inmediatamente antes de tocar el suelo, será cinco veces más pequeño que el objeto que cae sobre el Tierra.
c) el tiempo de caída para dos cuerpos idénticos abandonados desde la misma altura en la Luna y la Tierra será el mismo.
d) ninguna de las alternativas.
Resolución:
Cuando se libera en la Luna, un objeto estará sujeto a una gravedad cinco veces mayor que la de la Tierra. De esta forma, la velocidad a la que este cuerpo llegará al suelo será cinco veces más lenta, por lo que la alternativa correcta es la letra B.
Pregunta 2 - Una bola de boliche y una pluma se lanzan desde la misma altura, en una región donde se crea un vacío parcial. Sin tener en cuenta la acción de las fuerzas de fricción entre los objetos y el aire, marque la alternativa correcta.
a) El bolígrafo y la bola de boliche golpearán el suelo juntos.
b) La bola de boliche llegará al suelo antes de la penalización.
c) La penalización llegará al suelo con una velocidad menor que la de la bola de boliche.
d) La bola de boliche llegará al suelo con una velocidad menor que la penalización.
Resolución:
Como se puede despreciar la resistencia del aire, el bolígrafo y la bola de boliche caerán sujetos a la misma aceleración, por lo que golpearán el suelo al mismo tiempo. Por tanto, la alternativa correcta es la letra A.
Por Rafael Hellerbrock
Profesor de física
Fuente: Escuela Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/aceleracao-da-gravidade.htm
