A Lei da Gravitação Universal de Newton

Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca

Unidade Descentralizada Nova Iguaçu

Disciplina: Mecânica Técnica 2018.2                Prof°: Fábio Cardoso

Aluna: Letícia de Barros dos Santos

Gravitação Universal

1. Lei da Gravitação Universal de Newton:

"Dois corpos atraem-se com força proporcional às suas massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que separa seus centros de gravidade."

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Onde:

F=Força de atração gravitacional entre os dois corpos

G=Constante de gravitação universal

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M e m = massa dos corpos

d=distância entre os centros de gravidade dos corpos.

1. Breve contexto histórico

A Lei da Gravitação Universal foi determinada por Isaac Newton, físico e matemático inglês, baseado em estudos e descobertas feitas pelos físicos que até então trilhavam o caminho da gravitação.

No início do século XVII, Newton baseou sua explicação em cuidadosas observações dos movimentos planetários, feitas por Tycho Brahe e por Johannes Kepler. Newton ao estudar o mecanismo que fazia com que a Lua girasse em torno da Terra, utilizando os princípios criados por Galileu Galilei e por Johannes Kepler, elaborou uma teoria que dizia que todos os corpos que possuíam massa sofreriam atração entre si.

A partir das leis de Kepler, Newton mostrou que tipos de forças devem ser necessárias para manter os planetas em suas órbitas. Ele calculou como a força deveria ser na superfície da Terra. Essa força provou ser a mesma que à massa da sua aceleração.

Em outras palavras, Newton concluiu que a força que faz com que a lua esteja em órbita constante é do mesmo tipo que a força que a Terra exerce sobre um corpo em suas proximidades.

A lei da Gravitação Universal, proposta por Newton, foi fundamental para o desenvolvimento não só da astronomia, mas da física de uma forma geral. As ideias sobre a gravitação estão bastante alteradas e ampliadas pela teoria da gravitação proposta por Einstein, em 1915, conhecida como Teoria da Relatividade.

Na teoria de Einstein, a gravidade não é uma força, mas sim a consequência do fato de que deforma o espaço-tempo da matéria. Uma previsão da relatividade geral é que a luz se desvia em torno de objetos maciços. Com sua brilhante ideia de que tempo e espaço são relativos e estão profundamente entrelaçados, Einstein acabou redefinindo a teoria de Newton, ligando massa e gravidade ao espaço-tempo.

A nova teoria gravitacional tornou-se muito mais abrangente, envolvendo distâncias fantásticas e novos objetos astronômicos, tais como buracos negros, estrelas de nêutrons, galáxias e quasares.

Em 2009 no sul da França, após passar por uma situação adversa, o físico teórico Erik Verlinde obteve um “momento de Eureka” e resolveu refletir um pouco mais sobre a teoria que haveria por trás da gravidade e chegou a conclusão que  Newton e Einstein talvez pudessem estar errados. Verlinde começou a achar que a gravidade não existia ou, pelo menos, não do jeito que aprendemos na escola e que deveria ser retirada o quanto antes da lista das quatros forças fundamentais da natureza. Sua nova teoria da gravidade elimina o conceito de matéria escura.

A hipótese de Verlinde ficou conhecida como a “Teoria do Cabelo em Dia Úmido” 

“Seu cabelo fica cheio de frizz no calor e na umidade porque há mais possibilidades de ele estar ondulado do que liso, e a natureza gosta de opções. Então, deixar o cabelo liso exige o emprego de uma força que elimina as opções da natureza. A força que nós chamamos de gravidade seria simplesmente um produto da tendência da natureza de maximizar a desordem.”

Sua pesquisa ainda vem passando por diversos testes e questionamentos. Entretanto, seu trabalho obteve um novo estágio em novembro de 2016, ao publicar junto com seu irmão gêmeo idêntico e também físico teórico Hermas Verlinde o artigo “Gravidade Emergente e o Universo Escuro”

Herman investiga a teoria das cordas. Diversos pesquisadores estudam esse conceito por acreditarem que ele pode unificar a física. Isso porque hoje ela é partida em duas: a relatividade geral de Einstein, que explica os movimentos de corpos gigantescos como as estrelas; e a mecânica quântica, que regula o universo microscópico de partículas menores do que um átomo.

Os Verlinde (e outros antes deles) acreditam que é por meio do mundo das cordas que que surja a gravidade. Não da atração entre dois corpos, como descreveu Newton, nem da distorção que objetos enormes provocam no tecido do espaço-tempo, como defendia Einstein. “É preciso pensar o espaço como sendo feito de unidades de informação”, afirma Erik Verlinde. Essas ideias não são totalmente aceita para uma parte dos cientistas porque dispensam o uso da matéria escura — que, na verdade, é um coringa criado para fazer o conceito de gravidade de Einstein funcionar.