Algebra Linear

Gravidade

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A gravitação mantém os planetas em órbita ao redor do Sol. (Sem escala)

A gravidade é uma das quatro forças fundamentais da natureza, em conjunto com a força forte, eletromagnetismo e força fraca.1 Na física moderna, a descrição mais precisa da gravidade é dada pela teoria geral da relatividade de Einstein, segundo a qual o fenómeno é uma consequência da curvatura espaço-tempo que regula o movimento de objetos inertes. A clássica Lei da gravitação universal de Newton postula que a força da gravidade é proporcional às massas dos corpos em interação e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre si. Esta descrição oferece uma aproximação precisa para a maioria das situações físicas, entre as quais os cálculos de trajetória espacial.2

Do ponto de vista prático, a atração gravitacional da Terra confere peso aos objetos e faz com que caiam ao chão quando são soltos (como a atração é mútua, a Terra também se move em direção aos objetos, mas apenas por uma ínfima fração).2

Do ponto de vista cosmológico, a gravidade faz com que a matéria dispersa se aglutine, e que essa matéria aglutinada se mantenha intacta, permitindo dessa forma a existência de planetas, estrelas, galáxias e a maior parte dos objetos macroscópicos no universo. A gravidade é ainda responsável por manter a Terra e os demais planetas e satélites nas respetivas órbitas, pela formação das marés pela conveção natural, por aquecer o interior de estrelas e planetas em formação e por vários outros fenómenos na Terra e no universo.

Índice [esconder]

1 Lei de Newton de gravitação universal

1.1 Forma vetorial

1.2 Aceleração da gravidade

1.3 Comparação com a força eletromagnética

1.4 História

2 A teoria geral da relatividade de Einstein

2.1 Constante cosmológica

3 Mecânica quântica

4 Comparação da força da gravidade em diferentes planetas

5 Outras teorias gravitacionais

6 Ver também

7 Referências

7.1 Bibliográficas

7.2 Leitura adicional

8 Ligações externas

Lei de Newton de gravitação universal[editar | editar código-fonte]

Sir Isaac Newton, físico britânico que viveu de 1642 a 1727

Gravitação é a força de atração que existe entre todas as partículas com massa no universo. A gravitação é responsável por prender objectos à superfície de planetas e, de acordo com as leis do movimento de Newton, é responsável por manter objectos em órbita em torno uns dos outros. A gravidade faz muito mais do que simplesmente segurar-nos às nossas cadeiras.

Foi Isaac Newton quem a reconheceu. Newton escreveu numa das suas memórias que na altura em que estava a tentar compreender o que mantinha a Lua no céu viu uma maçã cair no seu pomar, e compreendeu que a Lua não estava suspensa no céu mas sim que caía continuamente, como se fosse uma bola de canhão que fosse disparada com tanta velocidade que nunca atinge o chão por este também "cair" devido à curvatura da Terra.

Segundo a terceira lei de Newton, quaisquer dois objectos exercem uma atracção gravitacional um sobre o outro de igual valor e sentido oposto. Pouco se sabia sobre gravitação até o século XVII, pois acreditava-se que leis diferentes governavam os céus e a Terra. A força que mantinha a Lua pendurada no céu nada tinha a ver com a força que nos mantém presos à Terra. Isaac Newton foi o primeiro a pensar na hipótese das duas forças possuírem as mesmas naturezas; até então, havia apenas a teoria magnetista de Johannes Kepler, que dizia que era o magnetismo que fazia os planetas orbitarem o Sol.

Newton explica, "Todos os objectos no Universo atraem todos os outros objectos com uma força direccionada ao longo da linha que passa pelos centros dos dois objectos, e que é proporcional ao produto das suas massas e inversamente proporcional ao quadrado da separação entre os dois objectos."

Newton acabou por publicar a sua, ainda hoje famosa, lei da gravitação universal, no seu Principia Mathematica, como:

F = \frac{G m_1 m_2}{r^2}

onde:

F = força gravitacional entre dois objectos

m1 = massa do primeiro objecto

m2 = massa do segundo objecto

r = distância entre os centros de massa dos objectos

G = constante universal da gravitação

A força de atração entre dois objetos é chamada de peso.

Rigorosamente falando, esta lei aplica-se apenas a objectos semelhantes a pontos. Se os objectos possuírem extensão espacial, a verdadeira força terá de ser encontrada pela integração das forças entre os vários pontos. Por outro lado, pode provar-se que para um objecto com uma distribuição de massa esfericamente simétrica, a integral resulta na mesma atracção gravitacional que teria se fosse uma massa pontual.

Foi este obstáculo que levou Newton a adiar por vários anos a publicação da sua teoria, já que ele não conseguia mostrar que a gravitação exercida pela Terra sobre um corpo à sua superfície era a mesma como se toda a massa da Terra estivesse concentrada em seu centro.3

Forma vetorial[editar | editar